بررسی پارامترهای موثر بر ضرایب آئرودینامیکی ایرفویل نوسانی پیچشی به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی شبکه درشت

در این مقاله، تاثیر پارامتر های موثر بر روی ضرائب آئرودینامیکی ایرفویل نوسانی پیچشی، از جمله زاویه حمله متوسط، دامنه نوسان، فرکانس کاهش یافته و محور پیچش بررسی می شود. روش استفاده شده در تحلیل جریان در کار حاضر، اصطلاحا دینامیک سیالات محاسباتی شبکه درشت (CGCFD) نامیده می شود که در آن معادلات اویلر با شبکه درشت نزدیک سطح و استفاده از شرایط مرزی لزج (بدون لغزش) به همراه روش تسخیر گردابه سطحی تراکم پذیر استفاده شده است. تحت این شرایط، گرادیان سرعت شدید و به تبع آن رشد سریع لایه مرزی در کنار دیواره را داریم، که با اضافه کردن جمله چشمه تسخیر گردابه سطحی می توان رشد لایه مرزی را کنترل کرد. زمان حل ناپایای جریان با این روش در مقایسه با حل معادلات کامل ناویراستوکس همراه با مدلهای ساده آشفتگی یک معادله ای به مراتب کمتر است. به این ترتیب زمان حل برای یک نوسان کامل، بیش از 50 برابر کاهش یافته است. لذا گرفتن نتایج تحت شرایط مختلف و متعدد کاملا در دسترس می باشد. همچنین برای پیاده سازی حرکت مرز از روش شبکه فنری تطبیق پذیر چند منطقه ای استفاده می شود، که این روش نیز در کاهش زمان حل بسیار موثر است. نتایج عددی بدست آمده در مقایسه با نتایج تجربی از دقت بسیارخوبی برخوردار است. در این مقاله ابتدا در دو زاویه حمله متوسط با دامنه نوسان و فرکانس کاهش یافته مشخص، نتایج را با نتایج تجربی مقایسه کرده، سپس به بررسی اثر تغییر این پارامتر ها و همچنین موقعیت مرکز پیچش بر مشخصات ائرودینامیکی ایرفویل نوسانی NACA0015 می پردازیم. مشخص می شود که انتقال مرکز پیچش به سمت راست یا چپ و فاصله گرفتن از لبه فرار و لبه حمله اثرات عکس داشته و بر پهنای حلقه نوسان، بیشینه، کمینه و متوسط ضرایب برآ و پسا، تغییر جهت حلقه نوسان، و زاویه تغییر جهت جریان اثر می گذارد. افزایش دامنه نوسان، پهنای حلقه، بیشینه و متوسط ضرایب برآ و پسا را افزایش می دهد. همچنین افزایش فرکانس کاهش یافته شیب حلقه نوسان، بیشینه ضرایب برآ و پسا و نسبت متوسط آنها را کاهش می دهد.