بررسی تجربی و عددی اثر موقعیت یخ‌زدگی بر ضریب پسا و جریان آشفته اطراف یک ایرفویل

هنگام پرواز هواپیما در ارتفاعات بالا تشکیل یخ بر روی سطح بال یکی از پدیده‌های متداول است. در تحقیق حاضر اثر موقعیت یخ­زدگی روی سطح یک ایرفویل متقارن (0015 NACA)، بر میدان جریان اطراف آن با استفاده از روش های تجربی و عددی بررسی شده است. بدین منظور یک مدل یخ در مکان­های مختلف بر روی ایرفویل قرار گرفته و میدان جریان دنباله ایرفویل در چهار زاویه حمله مختلف 15، 10، 5 و 0 در عدد رینولدز 120000Re= بررسی شده است. با روش اختلاف مومنتوم، ضریب پسای مدل در حالت­های مختلف با اندازه گیری سیم داغ به دست آمده است. همچنین شبیه‌سازی­های عددی با استفاده از نرم افزار تجاری Fluent به صورت دو بعدی انجام شده است. نتایج به دست آمده از شبیه­سازی­های عددی و تجربی هم­خوانی خوبی با هم دارند. بررسی نتایج نشان می‌دهد که تغییر موقعیت یخ زدگی از نوک بال به سمت لبه فرار ایرفویل باعث افزایش ضریب پسا خواهد شد و افزایش زاویه حمله نیز اثر یخ­زدگی را تشدید می‌کند. مرئی سازی نشان می­دهد که جریان در محل تشکیل یخ از سطح مدل جدا شده و باعث تولید گردابه می‌شود. این گردابه در پشت یخ باعث ایجاد ناحیه کم فشار می‌شود. در نتیجه اختلاف فشار ناحیه کم فشار پشت یخ و ناحیه پر فشار جلوی یخ باعث ایجاد پسای اضافه خواهد شد.