بررسی و مدلسازی عددی عملگرهای پلاسمایی به روش الکترواستاتیک-مدارتجمعی و کاربرد آنها روی ایرفویل های نوسانی

کنترل فعال جریان و لایه¬ی مرزی یکی از مسائل مهمی است که همواره مورد توجه پژوهشگران و مهندسان علم آیرودینامیک قرار داشته است. عملگرهای پلاسما نسل جدیدی از کنترل¬کننده¬های جریان هستند که در دهه¬ی اخیر، پژوهش¬ها و مطالعات زیادی در زمینه¬ی آنها انجام شده است. در این رساله از روش عددی الکترواستاتیک-مدارتجمعی در ساختارهای استاندارد و سه تکه¬ای عملگرهای پلاسما استفاده شده است تا پارامترهای مهمی نظیر سرعت القایی و نیروی حجمی عملگر شبیه سازی شوند. نتایج قسمت اعتبارسنجی نشان می¬دهند روش الکترواستاتیک-مدارتجمعی با اینکه هیچگونه پارامتر وابسته به اطلاعات تجربی ندارد اما از دقت خوبی برخوردار است. نتایج همچنین نشان می¬دهد استفاده از عملگرهای پلاسما روی سطح ایرفویل¬های ثابت naca0012 و naca0015 در حالت پایا، باعث انتقال نقطه¬ی جدایش جریان به عقب شده و زاویه¬ی واماندگی را افزایش می¬دهد. اگر پس از جدایش جریان، عملگر روی سطح ایرفویل روشن شود(حالت ناپایا)، این ابزار قادر خواهد بود در مدت زمان کوتاهی جریان را دوباره به سطح ایرفویل متصل و برآی از دست رفته را بازیابی کند. هنگامی که عملگر پلاسمایی در ساختارهای استاندارد وسه تکه¬ای روی ایرفویل نوسانی استفاده می¬شود، همزمان ضرایب برآ و پسا افزایش می¬یابند. اما از آنجایی که مقدار برآ به پسا در حالت پلاسما روشن نسبت به حالت پلاسما خاموش افزایش یافته است، این نتیجه حاصل می¬شود که عملگر پلاسما نه تنها در ایرفویل ثابت بلکه در ایرفویل نوسانی نیز تا حد زیادی می¬تواند باعث بهبود پارامترهای آیرودینامیکی شود. در سراسر این رساله نتایج نشان می¬دهند عملگرهای پلاسمایی با ساختار سه تکه¬ای عملکرد بهتری نسبت به ساختار استاندارد دارند.