عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی اثر دنباله ایرفویل فوق بحرانی در حرکت انتقالی در رژیم جریان کم سرعت
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوافضا - آئرودینامیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63359;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 56
- تاریخ دفاع
- ۱۴ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- علیرضا صفازاده خامنه
- استاد راهنما
- محمدحسین صبور, مهران مصدری
- چکیده
- اندازه¬گیری تجربی میدان جریان ناپایا اهمیت زیادی¬ درشناخت دقیق¬تر فیزیک مساله از یک سو و اعتبارسنجی کدهای عددی و روش¬های حل تحلیلی از سوی دیگر دارد. آیرودینامیک ناپایا یکی از موضوعات تحقیقاتی جذاب و مهم در سالهای اخیر بشمار ¬می¬رود. بررسی بارهای اعمالی به پره¬های هلی¬کوپتر، رفتار تیغه¬های کمپرسور و توربین در توربوماشینها، بارهای اعمالی بر هواپیما و راکت¬های با قدرت مانور بالا، بارگذاری پره توربین باد و همچنین کارایی آیرودینامیکی بال های نوسان کننده برای کاربرد در پرنده¬های کوچک از جمله موارد مربوط به آیرودینامیک ناپایا می-باشند. هدف از انجام این پژوهش، اندازه¬گیری تجربی میدان جریان در دنباله ایرفویل در حال نوسان انتقال اجباری سینوسی در شرایط مختلف نوسانی می¬باشد. مدل مورد استفاده در این تست¬ها از نوع ایرفویل¬های فوق بحرانی است که نوع جدیدی از ایرفویل محسوب شده و اطلاعات کمی پیرامون آن در شرایط دینامیکی و ناپایا موجود است. آزمایشات در تونل باد مدار بسته و مادون صوت پژوهشکده فضایی شهر شیراز در دو حالت استاتیکی و دینامیکی با کمک سیستم نوسان¬ساز طراحی و ساخته شده در این مرکز صورت گرفته اند. برای اندازه¬گیری میدان سرعت در دنباله پشت ایرفویل و در فاصله¬ای معادل طول وتر ایرفویل، از دو ریک حاوی لوله¬های فشار کل و استاتیک و ترانسدیوسرهای تفاضلی استفاده شده است. آزمایشات در چهار مقدار از فرکانس کاهش یافته معادل 007/0 ، 011/0 ، 021/0 و 031/0 در سرعت جریان آزاد معادل 50 متربرثانیه و در سه مقدار دامنه نوسان معادل 3 ، 5 و 6 سانتیمتر باتوجه به شرایط سیستم نوسان ساز و مدل صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که دامنه نوسان و فرکانس کاهش یافته نقش تعیین کننده ای در شرایط میدان جریان دنباله دارند. اثر افزایش فرکانس کاهش یافته بیشتر بصورت تغییر نوع دنباله (تولید کننده نیروی پسا یا پیشرانشی) و اثر دامنه نوسان بیشتر بصورت افزایش بازه جابجایی دنباله پشت ایرفویل خود را نشان می¬دهند. همچنین تکرارپذیری نتایج در حد قابل قبولی بوده و در واقع میتوان آن را بعنوان تأییدیه نتایج در نظر گرفت. کلمات کلیدی: جریان ناپایا، تست تجربی، دنباله، ایرفویل فوق بحرانی، فرکانس کاهش یافته، نوسان انتقالی
- Abstract
- The experimental measurement of unsteady flow field has got so much importance either in more precise understanding the physics of the problem and validating the numerical codes and analytical solution results. Unsteady aerodynamics has been one of the most interesting investigation fields in last decades. Investigating the air loads on helicopter blades, exploring the attitude of blades of compressors and turbines in turbomachinery, examining the air loads on airplanes and rackets with high maneuverability and wind turbine blades and finally the aerodynamic efficiency of oscillating wings in micro air vehicles are some of the aspects of unsteady aerodynamics. The aim of present research is to measure the flow field of sinusoidal plunge oscillating airfoil wake, in various oscillation conditions experimentally. The model used in these tests is a supercritical airfoil which is considered as a new type of airfoils with unique characteristics but unfortunately there is not so much information on its subject specially in unsteady and dynamic conditions. The tests have been made in low sub-sonic closed circuit wind tunnel in Shiraz space investigation center in two states of static and dynamic motion with the aid of oscillator system which is designed and made in there. In order to measure the velocity field in the wake of the airfoil, two rakes of total and static pressure have been placed at one chord distance of airfoil and pressure differential transducers are being used to evaluate these pressures. The experiments are made in four amount of reduced frequency (0.007 , 0.011 , 0.021 , 0.031) and freestream velocity equal to 50 m/sec and three amounts of oscillation amplitude (3 , 5 , 6 cm) according to conditions and limitations of oscillator system and test section dimensions. Results show that amplitude of oscillation and reduced frequency are the dominant parameters in determining characteristics of wake flow field. The effect of increasing the reduced frequency was seen as changing the type of wake (drag producing or thrust producing) and the effect of increasing the amplitude of oscillation as increasing the displacement domain of wake behind the airfoil. Furthermore the repeatability of test cases was acceptable and can be considered as the verification of the results. Keywords: Unsteady flow, Experimental test, Wake, Supercritical airfoil, Reduced frequency, Plunge Oscillation
