بررسی اثر شیار و برآمدگی بر محل گذر و آیرودینامیک ایرفویل و بال پهپادی سرعت پایین

در جریان های با عدد رینولدز متوسط، گاهی تقویت اغتشاشات منجر به ناپایداری جریان شده و در نهایت طی فرآیند گذر رژیم آرام به آشفته، جریان تمایل دارد از سطح جدا و دوباره به آن بچسبد. در این گذر، حباب های جدایی جریان آرام تشکیل می شوند. درک صحیح فیزیک این پدیده و کنترل آن، بر کیفیت طراحی تجهیزات آیرودینامیکی رینولدز متوسط کمک می کند. در این تحقیق به منظور افزایش راندمان آیرودینامیکی و کنترل حباب های جدایی روی ایرفویل کلارک و بال با همان مقطع مربوط به یک پهپاد سرعت پایین، از روش ایجاد ناهمگونی به شکل شیار یا برآمدگی استفاده می شود. ابتدا مدل آشفتگی انتخاب و تاثیر عدد رینولدز و زاویه حمله بر ابعاد حباب بررسی می شود. سپس، محل ناهمگونی را با هندسه ثابت از لبه حمله تا لبه فرار تغییر داده و بهترین محل قرارگیری آن ناهمگونی تعیین می شود. همچنین در این مکان، هندسه آن ناهمگونی را تغییر داده و هندسه مناسب برای دست یابی به بیشترین مقدار راندمان مشخص می گردد. بر اساس نتایج بدست آمده بهترین مدل برای شبیه سازی حباب، مدل گذرا k-kl-ω است. اگر عدد رینولدز جریان افزایش یابد، حباب کوچک و حتی ناپدید می شود. یک مکان مناسب برای به دست آوردن راندمان بالاتر، ایجاد ناهمگونی در محل ناحیه گذر می باشد. با ایجاد شیار روی ایرفویل راندمان آیرودینامیکی بیشتری نسبت به ایجاد برآمدگی به دست می آید. برای بال، ایجاد شیار یکنواخت در امتداد دهانه آن راندمان بیشتری نسبت به حالتی که برآمدگی یا حفره های مجزا ایجاد شود به دست می آید که حدود 16 درصد بیشتر از بال هموار است.