بررسي عددي اثرات تغييرات هندسه بر مشخصات آيروديناميكي و پايداري استاتيكي بال شناور اثرسطحي

Numerical investigation of geometry variation effects on the aerodynamic characteristics and static stability of wing in ground effect

پرنده‌هاي اثر سطحي وسيله‌اي مناسب در صنايع نظامي و حمل‌ و نقل‌هاي دريايي مي‌باشند كه با مشخصات آيروديناميكي و سرعت مناسب حركت مي‌كنند. استفاده از شبيه‌سازي عددي موجب كاهش هزينه و زمان براي بررسي مشخصات آيروديناميكي بال مي‌گردد كه دقت قابل قبولي به نسبت داده‌هاي تجربي دارا مي‌باشند. در اين مقاله جهت ارزش‌گزاري شبيه‌سازي از نتايج حاصل از آزمايش تجربي بر روي بال با ايرفويل ناكا64?9 استفاده شده و بهترين مدل آشفتگي با تعداد المان شبكه مناسب انتخاب گرديده‌است. همچنين تاثير اثر زمين و زاويه حمله بر پارامترهاي مهم آيروديناميكي تعيين گرديد و با بررسي تاثير زمين متحرك و ثابت بر مشخصات آيروديناميكي بال اثر سطحي، پايداري استاتيكي محاسبه گرديد. در نهايت با تغيير مشخصات هندسي بال نظير زاويه پيچش، زاويه هفتي، زاويه پسگرايي و نسبت باريك‌شوندگي تاثير اين عوامل مورد بررسي قرار گرفته‌است. نتايج نشان مي دهد كه مناسبتر است تا از پسگرايي جهت پايداري استفاده نشود، همچنين زاويه پيچش مثبت موجب كاهش پسا و به تاخير انداختن واماندگي مي‌گردد و نسبت باريك‌شوندگي با افزايش مشخصه آيروديناميكي در حالت تريلينگ مناسب‌تر خواهدبود.

Wing in ground effect are suitable vehicle in military industries and marine transportations that can transport with sophisticated aerodynamic characteristics and appropriate speed. Using numerical simulation can reduce the costs and save the time for investigating wingʹs aerodynamic characteristics, that possesses a more acceptable precision in comparison with experimental data. In this study, the results obtained from the experimental examination conducted on Naca6409 are used to validate the simulation and the best turbulence model with an appropriate number of mesh elements has been chosen. Also, the effect of ground effect and the angle of attack on important aerodynamic parameters have been calculated and static stability of these wings have been determined by investigating the effect of moving and fix wall on aerodynamic characteristics of WIG. Finally, with changes in wingʹs geometry factors such as twist angle, dihedral angle, sweep angle and taper ratio, the effect of these factors have been examined. As result sweep has not used for stability and also positive twist angle has used to decrease drag and delay in stall and taper ratio with increasing in aerodynamic characteristics, is better in trailing state.