به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

محمدحسن جوارشکیان

  • افشین مدنی، محمدحسن جوارشکیان*

    در این پژوهش یکی از سامانه کنترلی پرکاربرد هواپیماهای بدون دم، با نام کورو فلپ توسط روش عددی، شبیه سازی شده و جهت بازشوندگی مناسب این سامانه موردبررسی قرارگرفته است. سامانه مذکور با ایجاد اختلاف پسا در دو طرف هواپیما، گشتاور لازم جهت، گردش هواپیما و کنترل سمتی را ایجاد می کند. این سامانه از دو صفحه متحرک تشکیل شده است که به صورت خلاف یکدیگر منحرف شده تا نیروی برآی یکدیگر را خنثی و پسای لازم را تولید نماید. یکی از مسائل مهم در سامانه های کنترلی، کاهش گشتاورهای مزاحم است. معین کردن مناسب ترین جهت بازشوندگی با کمترین پسا و گشتاور مزاحم و افزایش گشتاورهای مفید، هدف این پژوهش است. به این منظور، اندازه گیری این گشتاورها و نیروها در دو حالت بازشوندگی عادی و معکوس مقایسه می گردد. پهپاد موردبررسی از نوع لامبدا شکل بانام سویینگ می باشد. آزمایش های انجام شده در زوایای حمله 0 تا 12 درجه برای سه حالت زاویه بازشوندگی صورت پذیرفته است. شبکه بندی ایجادشده به صورت بی سازمان می باشد. در این شبیه سازی معادلات پیوستگی، مومنتم و اسکالر پس از گسسته سازی با روش حجم محدود، توسط الگوریتم سیمپل سی حل گردیده است، همچنین از مدل آشفتگی (کا-امگا-اس اس تی) استفاده شده است. در این پژوهش جهت برعکس بازشوندگی سامانه کورو فلپ، برخلاف جهت بازشوندگی معمول آن که در برخی از مقالات به آن اشاره شده است، از نتیجه بهتری برخوردار بوده، به طوری که در زوایای حمله بالا، این جهت بازشوندگی، بین 5 تا 32 درصد پسای کمتر و 5/10 تا 35 درصد گشتاور گردشی بیشتری را در کنار کاهش گشتاورهای مزاحم، تولید کرده است.

    کلید واژگان: کورو فلپ، هواپیمای بال پرنده، پهپاد، آیرودینامیک، شبیه سازی عددی
    Afshin Madani, Mohammadhassan Djavareshkian *

    In this research, one of the widely used control systems of tailless aircraft, named Crow Flap, has been simulated by numerical method and the appropriate opening direction of this system has been investigated. By creating a differential drag on both sides of the aircraft, this system creates the necessary yawing moment and directional control. This system consists of two moving surfaces that are deflected against each other to neutralize each other's force and produce drag. One of the important issues in control systems is the reduction of disturbing moments. Determining the suitable opening direction with the least drag and disturbing moment and increasing the useful moments is the aim of this research. For this purpose, the measurement of these moments and forces are compared in two states of normal and reverse-opening. The UAV under investigation is a lambda-shaped UAV named Swing. Experiments have been carried out at AOAs of 0 to 12° for three opening angles. The created Mesh is unstructured. In this simulation, the continuity, momentum, and scalar equations have been solved by the Simple C algorithm after discretization with the finite volume method, and the turbulence model (K-ω-SST) has also been used. In this research, the opposite opening direction of the Crow Flap, unlike the usual opening direction mentioned in some articles, had a better result, so that at high AOAs, this opening direction has between 5 and 32% less drag and it has produced 10.5 to 35% more Yawing moment along with reducing disturbing moments.

    Keywords: Crow Flap, Flying Wing, UAV, Aerodynamic, Numerical Solution
  • محمدحسین مقیمی اسفندآبادی، محمدحسن جوارشکیان*

    هواپیما بدون سرنشین یک نوع هواپیما است که بدون نیاز به سرنشین انسانی عمل می کند. این هواپیماها قادر به پرواز خودکار، بدون نیاز به کنترل از راه دور هستند و بیشتر به وسیله کامپیوتر و سنسورها کنترل می شوند. هواپیما بدون سرنشین در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد و کاربرد های مختلفی دارد که شامل ارتباطات، نظارت و عکاسی و فیلمبرداری هوایی، امنیت و نظارت بر مرزها، جستجو و نجات، مطالعات علمی و محیط زیست، کشاورزی و همچنین صنعت نظامی می باشد. از مزایای استفاده از هواپیمای بدون سرنشین می توان به کارایی بالا، دسترسی به مناطق دشوار و خطرناک، کاهش هزینه اشاره کرد. با این حال، استفاده از هواپیما بدون سرنشین همچنین با چالش ها و مشکلاتی همراه است. یکی از مهم ترین مشکلات ، خطر از دست دادن کنترل و مشکلات ایرودینامیکی و اتمام سوخت و در زوایای حمله ی مختلف است. بهبود ضرایب آیرودینامیکی می تواند به افزایش امنیت پرواز و کاهش خطرات مربوط به از دست دادن کنترل هواپیما کمک کند. در این پژوهش به برسی المان ها، تغیر شکل های ایجاد شده روی بال هواپیما و سطوح کنترلی های کاربردی جهت بهبود ضرایب آیرودینامیکی می پردازیم.

    کلید واژگان: ضرایب آیرودینامیکی، پهپاد، سطوح کنترلی، بال هواپیما، دندان سگ
    Mohamadhossein Moghimi Esfandabadi, Mohammadhassan Djavareshkian *

    An unmanned aircraft (UAV) is a type of aircraft that operates without the need for a human passenger. These planes are able to fly automatically, without the need for remote control, and are mostly controlled by computers and sensors. UAVs are used in many industries and have various applications, including communications, surveillance, aerial photography and videography, security and border surveillance, search and rescue, scientific and environmental studies, agriculture, as well as the military industry. The advantages of using UAVs include high efficiency, access to difficult and dangerous areas, and cost reduction. However, the use of UAVs also comes with challenges and problems. One of the most important problems is the risk of losing control, aerodynamic problems, and running out of fuel at different angles of attack. Improving aerodynamic coefficients can help increase flight safety and reduce risks related to losing control of the aircraft. In this research, we examine the elements, changing the shapes created on the airplane wing, and applying control surfaces to improve the aerodynamic coefficients.

    Keywords: Aerodynamic Coefficients, UAV, Control Surfaces, Wing, Dog Tooth
  • سمانه زرگر، محمدحسن جوارشکیان*

    در این تحقیق، رشد یخ روی بال پهپاد بدون بالک و با بالک راکتی و تاثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین توسط یک روش عددی بررسی شده است. پیکربندی بال به صورت مستطیلی بوده و از سطح مقطع ناکا 0020 استفاده و شبیه سازی ها با روش عددی مبتنی بر روش حجم محدود، الگوریتم فشار مبنا و اسکیم بالادستی مرتبه دو برای محاسبه شار همرفتی انجام شده اند. در روش عددی مذکور جریان به صورت آشفته در نظر گرفته و از مدل آشفتگی اسپلارت آلماراس استفاده شده است. برای مدل سازی یخ از نرم افزار تجاری فنس اپ که سیستم شبیه سازی یخ به روش مدولار است، استفاده شده است. شبیه سازی تجمیع یخ، فرآیندی دارای تکرار است که شامل محاسبات متوالی جریان هوا، مسیر قطرات آب، بازده جمع آوری و تعادل انتقال حرارت برای تعیین شکل یخ تجمع یافته است. محاسبات در عدد رینولدرز 5^10 ×34/2 در زاویه حمله 10 صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که پروفیل یخ تولید شده روی لبه حمله بالواره به دلیل فرورفتگی های بالا و پایین توده یخ، باعث ایجاد یک جریان چرخشی در این ناحیه شده که باعث افزایش ضریب پسای فشاری و کاهش ضریب برآ نسبت به بال بدون یخ می شود. قرار دادن بالک راکتی روی بال با تغییر جریان هوا و کاهش مقاومت هوا از طریق کنترل گردابه های القایی که از نوک بال تولید می شوند، نیروی برآ را افزایش و نیروی پسا را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش سرعت جریان شده و در نهایت به کاهش میزان یخ زدگی بال کمک می کنند.

    کلید واژگان: یخ زدگی بال، بال مستطیلی، تجمیع یخ، بالک
    Samane Zargar, Mohammadhassan Djavareshkian *

    The research investigates the growth of ice on the wing of a UAV, both with and without a winglet, and its effects on aerodynamic coefficients at low Reynolds numbers using a numerical method. The wing configuration is rectangular, employing the NACA0020 airfoil cross-section. Simulations were performed using a numerical method based on the finite volume method, a pressure-based algorithm, and second-order upwind scheme for convective flux calculation. Turbulent flow is modeled using the Spalart-Allmaras turbulence model. For ice modeling, the FENSAP-ICE commercial software, a modular ice simulation system, was utilized. The iterative ice accumulation simulation process includes successive calculations of airflow, water droplet paths, collection efficiency, and heat transfer balance to determine the shape of the accumulated ice. Calculations were conducted at Reynolds numbers of at an angle of attack of 10 degrees. Results indicate that the ice profile formed on the leading edge of the airfoil generates a swirling flow in this region due to depressions above and below the ice mass. This swirling flow increases the back pressure coefficient and decreases the drag coefficient compared to the wing without ice. Adding a winglet alters the airflow and reduces air resistance by controlling the induced vortices from the wingtip, thereby increasing lift and reducing drag. Consequently, the airflow speed increases, reducing ice accumulation and enhancing the aerodynamic efficiency of the wing.

    Keywords: Wing Icing, Rectangular Wing, Ice Accretion, Winglet
  • محمدحسین مقیمی اسفندآبادی، محمدحسن جوارشکیان*

    پژوهش حاضر، به بررسی تاثیر فنس بر گردابه های راس بال و سطوح کنترلی در هواپیما با استفاده از روش عددی می پردازد. در طراحی و قرار دادن فنس های بال، ابعاد متوسط استخراج شده از گردابه های راس بال در زوایای حمله مختلف به کار گرفته شده است. همچنین، فنس ها با ابعاد مشخص شده در سه ارتفاع و سه موقعیت مختلف در طول بال نصب شده (طول فنس برابر با میانگین طول گردابه در آن قسمت و ارتفاع فنس 30 درصد قطر گردابه آن قسمت است) و در زوایای حمله 7 تا 16 درجه بررسی شده اند. گام بعدی، طراحی ابعاد فنس به روش بهینه سازی تک هدفه است. هدف دستیابی به بهترین طراحی که با حداقل زمان و هزینه به یک راه حل بهینه همگرا شود. طراحی فنس ها در سه نقطه بر اساس ابعاد گردابه با روش عددی انجام می شود. با این حال، تجزیه و تحلیل عددی (CFD) به زمان محاسباتی زیادی نیاز دارد، برای حل این، از تابع پایه شبکه عصبی (RBF) و مدل کریجینگ (Kriging) با قرار دادن شرایط اولیه مسئله و نتایج حل عددی در صورت وجود فنس، استفاده شده تا با تعیین مناسب ترین مکان، ضریب گشتاور غلتشی را به حداقل رسانیم.

    کلید واژگان: فنس بال، بهینه سازی، شبیه سازی عددی، بال لامبدا، پهپاد، ضرایب آیرودینامیکی
    Mohammad Hossein Moghimi Esfandabadi, Mohammad Hassan Djavareshkian *

    This research investigates the effect of fence on wingtip vortices and control surfaces in a bird-like aircraft using numerical methods. In designing and placing the fence, average dimensions extracted from wing root vortices at different angles of attack have been used. In addition, the fence with specified dimensions have been installed at three heights and three different positions along the wing (the length of the winglet is equal to the average length of the vortex in that part, and the height of the winglet is 30% of the diameter of the vortex in that part) and have been examined at angles of attack ranging from 7 to 16 degrees. The next stage of the study is the optimal design of the dimensions of the control surfaces using a single objective optimization method. The aim of this research is to achieve the best possible design that converges to an optimal solution with minimum time and cost. The design of control surfaces is carried out at three points based on the dimensions of the wing root vortex using numerical methods. However, Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis requires a lot of computational time.

    Keywords: Wing Fence, Optimization, Numerical Simulation, Lambda Wing, UAV, Aerodynamic Coefficients
  • افشین مدنی، محمدحسن جوارشکیان*

    در این پژوهش با استفاده از روش مطالعه پارامتری به طراحی فنس های بال پرداخته شده است. در این جا با انحراف گردابه های راس بال به کاهش ضریب غلتشی اضافه تولید شده توسط سامانه اسپلیت درگ رادر پرداخته شده است. این سامانه کنترلی برای تولید گشتاور گردشی در پهپادهای بال پرنده استفاده می شود. اندازه فنس ها بر اساس ابعاد گردابه در زوایای حمله مختلف انتخاب شده است. در این تحقیق معادلات بقا توسط روش حجم محدود گسسته شده است سپس معادلات جبری گسسته شده توسط الگوریتم سیمپل سی حل شده است. در این شبیه سازی از مدل دو معادله ای کا اومگا- اس اس تی (k-w-sst) برای مدل سازی جریان آشفته استفاده شده است. پهپاد استفاده شده در این آزمایش، هواپیمای بالپرنده لامبدا شکل سوینگ می باشد. فنس های تولید شده در سه ارتفاع مختلف و سه موقعیت مختلف در طول بال نصب گردیده اند که در زوایای حمله بالا مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که استفاده از فنس ها در همه زوایای حمله از منظر آیرودینامیکی مناسب نخواهد بود؛ اما در نهایت بهینه ترین محل قرارگیری فنس برای کاهش ضریب گشتاور غلتشی مزاحم معرفی خواهد شد.

    کلید واژگان: فنس بال، بالپرنده، اسپلیت درگ رادر، گردابه راس بال، پهپاد بال لامبدا شکل
    Afshin Madani, MohammadHassan Djavareshkian *

    In this research, wing fences have been designed using the parametric study method. Here, by deflecting the vortices of the wing apex, the excess rolling coefficient produced by the split drag rudder system has been reduced. This control system is used to generate yawing moment in flying wing UAVs. The size of the fences is selected based on the dimensions of the vortex at different AOA. In this research, the survival equations are discretized by the finite volume method, then the discretized algebraic equations are solved by the Simple C algorithm. In this simulation, the K-W-SST two-equation model is used to model the turbulent flow. The UAV used in this experiment is a lambda-shaped flying aircraft. The produced fence was installed at three different heights and three different positions along the wing, which were investigated at high AOA. The results show that the use of fences in all AOA will not be suitable from an aerodynamic point of view; But finally, the most optimal location of the fence will be introduced to reduce the disturbing rolling moment coefficient.

    Keywords: Wing fence, flying wing, split drag rudder, wing apex vortex, lambda wing UAV
  • عدنان محمدی، محمدحسن جوارشکیان*

    در این تحقیق گستره وسیعی از خانواده آسم مشتمل بر  AUSM+ ،  AUSM+UP،  SLAUوAUSM+M ، در یک چهارچوب عددی، بر مبنای روش حجم محدود، جهت حل معادلات اویلری دوبعدی پیش شرطی شده، در یک شبکه بی سازمان توسعه داده شده و عملکرد این طرح ها در جریان غیر قابل تراکم مورد بررسی قرار گرفته است.  در میدان هایی که سرعت سیال پایین است، حل گرهای چگالی مبنا نرخ همگراییشان کاهش پیدا می کند. جهت حل این مشکل در سرعت های کم از روش پیش شرطی ترکل بر مبنای ماتریس بقایی استفاده شده است. مضاعف بر این در سرعت های کم نامیزانی بین المان های موجود در شارهای جابجایی و فشاری این خانواده منتج به کاهش دقت می شود. بنابراین، استخراج دقیق روابط لازم جهت حل مشکل نامیزانی مطرح شده در سرعت های پایین خانواده آسم توسعه داده شده است. بعلاوه، جهت تسریع بیشتر نرخ همگرایی و کاهش سختی معادلات در سرعت های پایین ، بخش زمانی معادلات به کمک روش دوگامی اصلاح شده بشفورت-مولتون گسسته شده است. جهت بررسی دقت و کارایی خانواده آسم توسعه داده شده، آزمایش های غیر لزج دو بعدی پایا حول ایرفویل NACA0012، ایرفویل سه المانه 30P-30N  و نیم-استوانه و برای گستره وسیعی از  اعداد  ماخ کم و بسیار کم تدوین شده است. نتایج حاصله نشان می دهد، در خانواده آسم بررسی شده، توازن مناسبی میان المان های سرعت همگرایی و بهبود دقت وجود ندارد و در سرعت های پایین افزایش دقت لزوما توامان با کاهش زمان همگرایی نیست.

    کلید واژگان: خانواده آسم، ماخ پایین، پیش شرطی، نرخ همگرایی پایین، مخدوش شدن دقت، نامیزانی
    A. Mohammadi, M. H. Djavareshkian *

    In this research, a spectrum variety of AUSM-family, including AUSM+, AUSM+UP, SLAU, and AUSM+M, in a numerical framework, based on the finite volume method to solve preconditioned two-dimensional Eulerian equations, was developed in an unstructured grid and the performance of this family has been investigated in incompressible flow. Where fluid velocity is low, convergence rate of density base solvers is distorted. Turkle's preconditioning method based on the conservation variable has been utilized to remedy the poor convergence at low speeds flows. In addition, at low speeds, the imbalance between the elements in this family's convective and pressure fluxes results in a deterioration of accuracy. Therefore, the necessary mathematical literature has been developed to solve the imbalance problem raised at the low speeds of the AUSM family. In addition, to further accelerate the convergence rate and reduce the stiffness of the equations at low speeds, the time part of the equations has been discretized utilizing the modified second-order Bashforth-Moulton method. To investigate the accuracy and efficiency of the developed AUSM family, steady two-dimensional inviscid tests around the NACA0012 airfoil, three-element 30P-30N airfoil, and half-cylindrical have been constructed for a wide range of low and highly- low Mach numbers. The results show no optimal trade-off between convergence rate and accuracy improvement within AUSM family. The accuracy improvement is not accompanied by reduced convergence time necessarily in low velocity flow field.

    Keywords: AUSM family, Low Mach, precondition, poor rate of convergence, accuracy deterioration, imbalance
  • علی قربانی، عدنان محمدی، محمدحسن جوارشکیان*

    در این پژوهش خانواده آسم در جریان های تقارن محوری تراکم پذیر، پایا، لزج و غیرلزج در یک کد بر مبنای روش حجم محدود و در یک شبکه با ساختار ذخیره سازی بی سازمان موردبررسی و مقایسه قرارگرفته اند. جریان های تقارن محوری با در نظر گرفتن اثرات سرعت جانبی می توانند مانند یک مسیله سه بعدی در صفحه طولی در نظر گرفته شوند که در آن صورت حجم محاسبات در مقایسه با محاسبات سه بعدی کاهش می یابد. جهت شناسایی روش های کارآمدتر در خانواده آسم به لحاظ پیش بینی دقیق ویژگی های میدان جریان دارای تقارن محوری، مهم ترین و جدیدترین اصلاحات این خانواده توسعه و در آزمایش های جریان تقارن محوری داخلی و خارجی، لزج و غیرلزج سرعت بالا همراه با موج ضربه ای، موردبررسی قرار گرفتند. لازم به ذکر است نکته بدیع این پژوهش ارزیابی و مقایسه انجام شده بر روی خانواده ی آسم در حل میدان جریان تراکم پذیر دارای تقارن محوری است که در تحقیقات پیشین کمتر موردتوجه بوده است. در بررسی های انجام شده معین می گردد که روش AUSM+M در برابر موج ضربه ای قوی در مقابل سایر روش های بررسی شده در این پژوهش بهتر عمل می کند و با توجه به اصلاحات صورت گرفته در این نواحی برخلاف روش های دیگر نوساناتی ندارد. همچنین مشخص می شود روش AUSM+M از نرخ سرعت همگرایی بهتری نسبت به دو طرح AUSM+ و SLAU بهره می برد. در جریان های لزج نیز روش AUSM+M نسبت به سایر طرح ها ازلحاظ لرزش در محل برخورد موج ضربه ای و تولید کمینه نرخ اتلاف انرژی جنبشی متمایز است.

    کلید واژگان: طرح آسم، تقارن محوری، جریان لزج، جریان تراکم پذیر
    Ali Ghorbani, Adnan Mohammadi, Mohammad Hassan Djavareshkian *

    This research explores and compares the AUSM scheme family based on compressible, steady, viscous, and inviscid axisymmetric flows in a finite-volume method-based and unstructured data storage grids code. When the effects of side-velocity are taken into account, axisymmetric flows can be considered a three-dimensional problem in the longitudinal plane; as a result, there is a considerably decreased number of computations required compared to computations in three dimensions. The most important and latest modifications of the AUSM-family were developed to identify more efficient methods in the AUSM- family in terms of accurate prediction of the axisymmetric flow field in internal and external axisymmetric flows, viscous (inviscid), and high-speed flows with shock waves characteristics. The novelty of this investigation is the assessment and comparison done on the AUSM-family in resolving the compressible axisymmetric flow field, which has received less attention in prior studies. The studies determined that the AUSM+M method performs better against a strong shock wave than other methods investigated in this research. According to the modifications made in this scheme, unlike other methods, there are no wiggles in the regions mentioned earlier. Furthermore, it is discovered that the AUSM+M method had a higher rate of convergence than the AUSM+ and SLAU approaches. In addition, the AUSM+M scheme is distinctive from other techniques in viscous flows because it produces the minimum kinetic energy dissipation rate and fewer shock anomalies in the shock wave region.

    Keywords: AUSM Scheme, Axisymmetric, viscous flow, Compressible Flow
  • افشین مدنی، محمدحسین مقیمی اسفند آبادی، محمدحسن جوارشکیان*

    در این تحقیق با استفاده از روش شبیه سازی عددی به بررسی محل قرارگیری سامانه کنترلی اسپلیت درگ در طول دهانه بال پهپاد و اثر آن بر روی ضرایب آیرودینامیکی پرداخته می شود. این سامانه کنترلی از دو صفحه بر روی هم تشکیل شده است که با باز شدن آن، پسای فشاری در یک بال را ایجاد می نماید. این سامانه برای ایجاد گشتاور گردشی در هواپیماهای بال پرنده مورد استفاده قرار می گیرد. هواپیماهای بال پرنده به دلیل وجود زاویه عقب گرد در بال ها و تشکیل گردابه راس بال در زوایای حمله بالا در این نوع پیکربندی از حساسیت بالایی برای تعیین محل قرارگیری سطوح کنترلی برخوردار است. در اینجا برای نصب و جانمایی سامانه کنترلی اسپلیت درگ، از دیدگاه استاتیکی، نیاز است تا صفحات متحرک اسپلیت درگ در انتهای بال (نوک بال) نصب گردند، زیرا بیشترین بازوی گشتاوری در این قسمت خواهد بود که سبب تولید بیشترین گشتاور گردشی می گردد؛ اما از نظر آیرودینامیکی قرارگیری صفحات سطوح کنترلی در این محدوده به دلیل وجود گردابه راس بال و گردابه های نوک بال، همواره دارای معایبی می باشد. از این رو در اینجا سعی شده است سامانه اسپلیت درگ را در 3 زاویه باز شوندگی مختلف در 3 موقعیت طولی نسبت به نوک بال قرار داده و گشتاورهای حاصله را در زوایای حمله مختلف از 0 تا 12 درجه بررسی نماییم. افزایش ضریب گشتاور گردشی و کاهش ضریب گشتاور غلتشی هدف این پژوهش می شود.

    کلید واژگان: پهپاد بال پرنده، اسپیلیت درگ رادر، بهینه یابی، شبیه سازی عددی، ضرایب آیرودینامیکی
    Afshin Madani, MohammadHossein Moghimi-Esfandabadi, MohammadHassan Djavareshkian *

    In this research, the placement of the split drag control system along the length of the UAV wing and its effect on the aerodynamic coefficients are numerically investigated. This control system consists of two plates on top of each other, which, when opened, creates a pressure drag in one wing. This system is used to create a yawing moment in flying wing airplanes. Flying wing airplanes have a high sensitivity for determining the location of control surfaces due to the presence of the swept back angle in the wings and the formation of the wing apex vortex at high angles of attack in this type of configuration. Here, for the installation and positioning of the split drag control system, from a static point of view, it is necessary to install the moving surfaces of the split drag at the end of the wing, because the maximum moment arm will be in this part, which causes the production of the maximum yawing moment; However, from the aerodynamic point of view, the placement of the control surface in this range always has disadvantages due to the existence of the wing tip vortex and the wing apex vortices. Therefore, here it has been trying to place the split drag system in 3 different opening angles in 3 longitudinal positions relative to the tip of the wing and check the resulting moments in different angles of attack. The aim of this research is to increase the yawing moment and decrease the rolling moment coefficients.

    Keywords: Flying UAV Spilit Drag Rudder, Optimization, Numerical Simulation, Aerodynamic Coefficients
  • افشین مدنی، محمدحسن جوارشکیان*، روح الله کریمی کلایه

    در این تحقیق سامانه اسپلیت درگ در زوایای حمله مختلف برای یک هواپیمای بال پرنده توسط یک روش عددی شبیه سازی و بهینه یابی شده است. سامانه اسپلیت درگ با ایجاد پسا نامتقارن بین بال راست و چپ، کنترل محور عمودی را فراهم می کند. هواپیمای مورد مطالعه، یک هواپیما لامبدا شکل زاویه عقب گرد 56 می باشد. سامانه کنترلی اسپلیت درگ نصب شده از دو صفحه بر روی هم تشکیل گردیده است، با باز شدن خلاف جهت در یک سمت هواپیما پسا لازم برای تولید گشتاور گردشی را ایجاد می نماید. موقعیت نصب آن ها، نوک بال ها و در قسمت لبه فرار می باشد. هنگام استفاده از اسپلیت درگ علاوه بر گشتاور گردش، گشتاور غلتشی مزاحمی ایجاد می شود که ناشی از اختلاف پسا بین سطح بالا و پایین این سامانه است و علت این امر تغییرات در زاویه حمله هواپیما می باشد. باز کردن نامتقارن صفحه ها می تواند غلتش ایجادشده را به صفر و در بعضی شرایط به حداقل برساند. آزمایش صورت گرفته در زوایای حمله 0 تا 12 درجه برای زوایای باز شوندگی اسپلیت درگ 10 و 20 و 30 درجه اجرا گردیده است. محاسبات بر پایه ی معادلات (RANS) با روش حجم محدود گسسته سازی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد بسته به مقدار زاویه حمله چه میزان به زاویه سطوح اسپلیت درگ افزوده شود تا بهینه ترین حالت برای خنثی سازی غلتش پیدا گردد که در نهایت نمودار های بهینه شده این سامانه به دست می آیند.

    کلید واژگان: اسپلیت درگ رادر، پهپاد، بال پرنده، بهینه یابی، شبیه سازی عددی
    Afshin Madani, MohammadHassan Djavareshkian *, Ruhollah KARIMI KELAYEH

    In this research, the split drag system at different AOA for a flying wing aircraft has been simulated and optimized by a numerical method. The split drag system provides vertical axis control by creating asymmetric drag between the right and left wings. The aircraft under study is a lambda shape aircraft with a swept-back angle of 56. The split drag control system is made up of two surfaces on top of each other, by opening in the opposite direction on one side of the aircraft, it creates the drag necessary to produce yawing moment. Their installation position is at the tip of the wings and on the trailing edge. When using split drag, in addition to the yawing moment, a disturbing rolling moment is created, which is caused by the drag difference between the upper and lower surface of this system, and the reason for this is the change in the AOA of the aircraft. Asymmetric opening of the surfaces can reduce the induced roll to zero and in some cases to a minimum. The test was carried out in AOA of 0 to 12ᵒ for drag split opening angles of 10, 20, and 30ᵒ. Calculations based on equations (RANS) are discretized with the finite volume method. The obtained results show how much to add to the angle of the split drag surfaces depending on the AOA in order to find the most optimal mode to neutralize the roll, and finally, the optimized diagrams of this system are obtained.

    Keywords: split drag rudder, UAV, flying wing, Optimization, Numerical Simulation
  • محمدحسن جوارشکیان*، فرزان حقیان

    در این پژوهش رشد دو نوع یخ شبنم و روشن در طول دهانه بال یک پهپاد (UAV) مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین علت فیزیکی تشکیل این یخ ها روی سطح به همراه تاثیر یخ زدگی روی ضرایب آیرودینامیکی بال توسط روش عددی بررسی شد. برای این منظور، بال مستطیلی با مقطع ناکا0012 در زاویه حمله 4 درجه، در دو دمای مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. از حلگر فشارمبنا و مدل آشفتگی یک معادله ای اسپالارت-آلماراس در نرم افزار تجاری استفاده شد. محاسبات در رینولدز 106×3 صورت گرفت. نتایج حاصل از الگوی رشد یخ حاکی از آن است که روی دهانه بال از ریشه تا میانه تفاوتی میان ضخامت یخ وجود نداشته ولی از قسمت میانه تا نوک، به علت افزایش سرعت جریان، میزان برخورد و تجمیع قطرات در ناحیه مذکور افزایش یافته که نتیجه آن افزایش ضخامت یخ می باشد. همچنین تحت شرایط یخ روشن، در نزدیک لبه فرار به علت رشد لایه مرزی، یخ تشکیل می شود. با انجام محاسبات مشابه درحالت غیرلزج و عدم رشد یخ در نزدیک لبه فرار، صحت این ادعا نیز ثابت شد. ازطرفی پدیده جریان القایی که روی نوک بال های سه بعدی به-وجود می آید، باعث برخورد قسمتی از قطرات به نوک بیرونی بال و درنتیجه رشد مقداری ناچیز یخ در ناحیه مذکور می شود. بعلاوه بررسی ضرایب برآ و پسا نشان داد که تشکیل یخ باعث افت عملکرد آیرودینامیکی بال می شود. همچنین این مطالعه نشان داد که افت عملکرد ناشی از یخ روشن به دلیل ایجاد شاخ روی سطح بال، بیشتر از یخ شبنم می باشد.

    کلید واژگان: یخ زدگی بال، عملکرد آیرودینامیکی، تجمیع یخ، ضریب درگ، پرنده های بدون سرنشین
    Mohammad Hassan Djavareshkian *, Farzan Haghian

    In this study, the growth of glaze and rime ice along the UAV’s wing span was studied, the cause of the formation of these ices on the surface and the effect of ice accretion on the aerodynamic performance of the wing was investigated. For this reason, a rectangular wing with NACA 0012 airfoil section at an angle of attack of 4 degree was studied at two different temperatures. A pressure-based solver and the Spalart-Allmaras turbulence model were used in commercial software. Calculations were performed at Re = 3×106. The results of the ice growth pattern indicate that there was no difference between the ice thickness on the wing span from root to middle, but from the middle to the tip, due to the increase in flow velocity, the rate of collision and the accumulation of droplets in the area increased. Also under glaze ice conditions, ice forms near the trailing edge due to the growth of the boundary layer. This calculation also proved the accuracy of this claim by performing similar calculation in the inviscid condition and the lack of ice growth near the trailing edge. On the other hand, the vortex phenomenon that occurs on the tip of the three-dimensional wings causes part of the droplets to hit the tip of the wing, resulting in the growth of a small amount of ice in this area. study of lift and drag coefficients showed that ice formation reduces the aerodynamic performance of the wing.

    Keywords: wing icing, Aerodynamic Performance, Ice Accretion, Drag Coefficient
  • محمدحسن جوارشکیان*، مهدی مقدس خراسانی، عدنان محمدی

    در این پژوهش ابتدا با توجه به ماتریس ژاکوبین پیش شرطی برحسب متغیرهای بقایی، بردارهای ویژه، مقادیر ویژه و مقادیر مشخصه به صورت یکپارچه برای سه روش ترکل، چوی-مرکل و اریکسون استخراج می گردد. بدین منظور این روش های پیش شرطی در یک الگوریتم چگالی مبنا دو بعدی با روش بالادستی "رو" و یک شبکه بی سازمان برای معادلات اولر توسعه داده می شود. دقت و نرخ همگرایی این روش های پیش شرطی برای جریان های خارجی حول ایرفویل NACA0012 ، ایرفویل سه المانه 30P-30N و جریان داخل کانال با برامدگی در شرایط مختلف جریان مورد بررسی قرار می گیرد. این پژوهش نشان می دهد که استفاده از روش های پیش شرطی نه تنها نرخ همگرایی را برای جریان قابل و غیر قابل تراکم افزایش میدهند; بلکه دقت حل را برای جریان تراکم ناپذیر را نیز نسبت به روش کلاسیک به طور چشمگیر بهبود می دهد. همچنین مقایسه روش های پیش شرطی نشان می دهد که هر سه روش از نظر دقت، جواب های تقریبا یکسانی را ارایه می دهند. اما از نظر نرخ همگرایی، روش پیش شرطی ترکل نرخ همگرایی بهتری را ارایه می دهد.

    کلید واژگان: پیش شرطی، متغیرهای بقایی، تراکم ناپذیر، روش بالادستی رو
    Mohammad Hassan Djavareshkian *, Mahdi Moghadas Khorasani, Adnan Mohammadi

    In this study, by considering jacobian matrix based on conservative variables, eigenvalues, eigenvectors, and characteristic values for three types of preconditioners which are introduced by Turkel, Choi&Merkel and Eriksson are drawn in a unified mathematical manner. For this aim, these preconditioning methods are implemented in two-dimensional density-base “Roe” upwind scheme on unstructured meshes for Euler equations. Accuracy and rate of convergence are examined by external computing flow over NACA0012 airfoil, three-element 30P-30N airfoil, and internal flow over the bump for different flow conditions. This study shows that the application of preconditioning schemes not only increases the rate of convergence for compressible and incompressible flows dramatically; but also improves accuracy for incompressible flow in comparison with the classical method. This study also indicates that all preconditioning schemes provide approximately the same accuracy, but in terms of convergence rate, the Turkel preconditioning scheme provides a better rate of convergence among all the aforementioned preconditioned matrixes.

    Keywords: preconditioning, conservative variables, incompressible, “Roe” upwind scheme
  • محمدحسن جوارشکیان*، محمدرضا صابر

    در این پژوهش، اثر زبری و سختی بر آیروالاستیک یک ایرفویل نوسانی در جریان آشفته گذرصوتی ناپایا مورد بررسی شده است. در این تحقیق، برای حل معادلات ناویراستوکس، از روش حجم محدود برای گسسته سازی برمبنای الگوریتم فشار مبنا، اسکیم مرتبه بالا برای محاسبه ترم جابجای و مدل توربولانسی کی-اپسلون استفاده شده است. برای این منظور ، رفتار سیال و سازه در هر گام زمانی جداگانه حل می شود و تاثیر هر یک بر روی دیگری در نظر گرفته می شود. در این شبیه سازی دوبعدی برای محاسبه ترم های جابجایی از اسکیم مرتبه بالایی بر مبنای متغیرهای بی بعد شده و برای شبیه سازی ایرفویل نوسانی، از تکنیک بردار سرعت ورودی نوسانی استفاده شده است. معادلات حرکت دوبعدی، از ترکیب معادلات لاگرانژی سازه با معادلات آیرودینامیکی بدست می آیند. نتایج اعتبارسنجی تطابق خوبی را نشان می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که قدرت موج ضربه ای در ایرفویل با سطح زبر ضعیف تر شده، موج ضربه ای به سمت لبه فرا حرکت کرده و نوسانات ایرفویل کاهش می یابد. همچنین با افزایش سختی سازه ای، میرایی نوسانات افزایش و پسا کاهش می یابد.

    کلید واژگان: ایروالاستیک، نوسانی، گذرصوتی، زبری، ناپایا
    Mohammad Hassan Djavareshkian *, M.R. Saber

    In this study, the effect of roughness and stiffness on the aeroelasticity of an oscillating airfoil during turbulent unsteady transonic flow has been studied. In this simulation, the finite volume method is used to discretize the equations to solve the Navier-Stokes equations. In this pressure-based algorithm, a high-resolution scheme for convection term and 𝜿-ε turbulence model are used. For computing convection terms, a Normalized Variable Diagram technique is used. Here the technique of inlet velocity vector oscillation is applied. In addition, a modified 𝜿-ε model for compressible flow is applied to simulate Navier Stokes equations. The two-dimensional motion equations are obtained from the Lagrangian equations, which are combined with the aerodynamic equations. The results of validation show that the extracted data has a desirable accuracy. Furthermore, the FSI results show that, for rough airfoils, the strength of the shock wave is weakened, the shock wave moves to the trailing edge, and the oscillation of the airfoil is reduced. Also, with increasing structural stiffness, the damping of oscillations increases, and drag decreases.

    Keywords: FSI, Aeroelastic, Oscillation, Transonic, Roughness, Stiffness, Unsteady
  • مجتبی بلاج، محمدحسن جوارشکیان*

    در این تحقیق طرح عددی با دقت مرتبه بالا بر مبنای خانواده وزنی ذاتا غیرنوسانی برای جلوگیری از نوسانات غیرفیزیکی بر مبنای حل کننده ریمان برای جریان های تراکم پذیر پایا و ناپایا یک بعدی و دو بعدی در یک الگوریتم فشار مبنا توسعه داده شده است. روش حل بر مبنای حجم محدود است که از حل کننده ضمنی و یک شبکه منظم که متغیرها در یک مکان ذخیره می شوند استفاده شده است. محدودکنندگی به وسیله یک طرح عددی با دقت مرتبه بالای ذاتا بدون نوسان اعمال شده است. برای ارزیابی روش عددی از یک لوله ضربه که حاوی موج ضربه ای، ناپیوستگی تماسی و امواج انبساطی است، استفاده شده است و نتایج بدست آمده با نتایج تحلیلی و نتایج بر مبنای روش چگالی مبنا مقایسه شده است. روش توسعه داده شده برای پیکربندی لاکس در جریان غیر لزج دو بعدی ارزیابی شده است. علاوه برآن از این روش برای شبیه سازی جریان پایای دوبعدی در یک کانال حاوی برآمدگی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که روش توسعه داده شده قادر است به خوبی ناپیوستگی های فیزیکی و عددی را تسخیر کند.

    کلید واژگان: تسخیر ناپیوستگی، الگوریتم فشارمبنا، ذاتا غیرنوسانی با ضرایب وزنی، امواج ضربه ای، ناپیوستگی تماسی
    Mojtaba Balaj, MohammadHassan Javareshkian *

    In this study, a high-resolution scheme based on the WENO family has been developed in a pressure-based algorithm to prevent non-physical fluctuations based on Riemannian solver for steady and unsteady one dimensional and two dimensional compressible flows. The solution method is based on finite volume which uses an implicit solver with a structured collocated grid. Boundedness is applied by a high resolution essentially non-oscillatory scheme. To evaluate the numerical method, a shock tube containing shock wave, contact discontinuity and expansion waves has been considered, and the results obtained have been compared with the analytical results and the results based on the density based algorithm. The developed method is evaluated for lax configuration in two-dimensional inviscid flow. In addition, this method has been used to simulate two dimensional steady flow in a channel containing bump. The results show that the developed method is able to capture the physical and numerical discontinuities well.

    Keywords: Capturing Discontinuity, Pressure-Based Algorithm, Weighted Essentially Non-Oscillatory (WENO), Shock wave, Contact Discontinuity
  • حسین جباری، علی اسماعیلی، محمدحسن جوارشکیان*

    در مطالعه پیش رو با بهینه یابی طول و ارتفاع توزیع المان های زبری که به عنوان ابزاری کارآمد در کنترل غیر-فعال جریان بر روی بالواره با سطح مقطع (0417) NASA- LS، می باشد، سعی در بررسی تاثیر المان های زبری بر مدار های فاز پرتریت و بهبود بخشیدن به عملکرد آیرودینامیکی بالواره مذکور در دستور کار بوده است. به منظور دست یافتن به اهداف این تحقیق، عدد رینولدز و زاویه حمله به ترتیب در مقادیر و زوایای پیش از واماندگی درجه تنظیم شده است. در این تحقیق با رویکردی عددی تاثیر توزیع المان های زبری بر رفتار جریان گذرنده روی بالواره مذکور، توسط مدارهای فاز پرتریت در دستور کار بوده است. شایان ذکر است در راستای پرواز ریزپرنده ها به دلیل ابعاد کوچک و سرعت حرکت پایین، ظهور پدیده شناخته شده حباب جداشده آرام قریب الوقوع است و ازآنجایی که پدیده مذکور عملکرد آیرودینامیکی و الگوهای مدار فاز پرتریت را بشدت تحت تاثیر قرار می دهد، شناخت، بررسی و کنترل آن می تواند پارامتری کلیدی محسوب شود. دراین بین، نتایج حاصله نشان از پدیدار شدن حلقه های تودرتو از مدار فاز پرتریت متاثر از تغییرات آرایش جریان دارند. همچنین توزیع زبری در ابعاد و مکان مناسب می تواند تا درصدهای بالایی به عنوان عامل کمک کننده به افزایش عملکرد بالواره، شناخته شود و مبنای کار طراحان ریزپرنده ها قرار گیرد.

    کلید واژگان: فاز پرتریت، حباب جداشده آرام، زبری، کنترل غیر، فعال، عملکرد آیرودینامیکی
    Hossein JABBARI, Ali Esmaeili, MohammadHassan Djavareshkian *

    Optimization of the height and length distribution of roughness elements as an effective passive flow control tool was investigated in the current study. The purpose of this paper was to investigate the roughness element's effect and its location on upstream of the laminar separation bubble from phase portrait point of view. Consequently, the effect of the roughness element features on the bubble's behavior is considered on the vortices behind the NASA-LS0417 cross-section at the pre-stall angles. The consequences express that the distribution of roughness in the appropriate dimensions and location could contribute to increasing the performance of the aerofoil and the interaction of vortices produced by roughness elements with shear layers on the suction side. It is worth noting that due to the small size and low velocity of the flight of MAVs, the formation of the well-known phenomenon of laminar separation bubble is almost imminent. Since this phenomenon greatly affects the aerodynamic performance and patterns of the Phase portrait circuit, its recognition, investigation and control can be a key parameter. In the meantime, the results show the emergence of nested loops from the Phase portrait circuit due to flow arrangement changes. Also, the distribution of roughness in the appropriate dimensions and location can be recognized as a factor that helps to increase the performance of the aerofoil, and can be the basis of the work of MAV designers.

    Keywords: Micro Aerial Vehicle (MAV), Laminar Separation Bubble (LSB), roughness element, frequencies analysis, phase portrait
  • امیرحسین زرعی جورشری، محمدحسن جوارشکیان*

    در این پژوهش با استفاده از یک شبیه سازی شبه پایا توسط روش المان تیغه، سه مدل متفاوت نیروی چرخشی در بررسی یک بال الهام گرفته شده از حشره میوه با حرکت ترکیبی بال زدن و پیچش، مورد ارزیابی و مقایسه با نتایج منتشرشده قرار می گیرد. در ادامه این مدل ها با یکدیگر مقایسه شده و مدل با خطای نسبی کمتر معرفی می شود. مدل نیروی چرخشی سنتی که وابسته به سرعت انتقالی بال است، در ابتدا و انتهای نیم کورس ها هیچ نیروی چرخشی در نظر نمی گیرد. مدل های جدید نیروی چرخشی برای پیش بینی دقیق این نیرو، جزء دوم نیروی چرخشی ناشیاز پیچش خالص بال را نیز در نظر می گیرند. در این تحقیق ضرایب نیروی برآ و پسای لحظه ای و متوسط در نظریه المان تیغه، با نتایج تجربی و دینامیک سیالات عددی منتشرشده مقایسه شده است. هم چنین خطای پیش بینی نقطه حداکثر منحنی ضرایب نیروی مدل شده توسط هر کدام از مدل ها نیز مقایسه شده است. بررسی خطای موثر نشان می دهد که یکی از مدل های بر مبنای نتایج دینامیک سیالات عددی که شامل دو جزء نیروی چرخشی مرتبط با نظریه کوتا-جاکوفسکی و نیروی ناشی از پیچش خالص است، نسبت به مدل های دیگر از دقت نسبی بالاتری برخوردار بوده و می تواند در شبیه سازی های شبه پایا مورد توجه قرار گیرد

    کلید واژگان: بال زن، نظریه المان تیغه، نیروهای شبه پایا، نیروی چرخشی
    AmirHossein Zaree Jorshari, MohammadHassan Djavareshkian *

    In this research three different models of rotational force are evaluated in the study of a hovering fruit fly inspired wing, with combined flapping and pitching motions, using a quasi-static simulation by the blade element method, and the results achieved thereby, are compared with previously published results. Then these models are compared with each other, and the model which has the lowest relative error is introduced. The traditional rotational force model, which depends on the wing's translational velocity, does not consider any rotational force at the beginning and end of the stroke. The new rotational force models which are designed to accurately predict this force also consider a second component for this force which is due solely to wing pitching. In this research, the instantaneous and mean coefficients in the blade element method are compared with published computational fluid dynamics and experimental results. The models are compared in terms of the error in predicting the maximum point on the instantaneous force coefficients curve. The root-mean-square error analysis shows that one of the rotational force models, which includes the two force components described by the Kutta-Joukowski theorem and the force due solely to wing pitching, has higher relative accuracy than other models and can be proposed for quasi-static simulations.

    Keywords: flapping wing, blade elements theory, Quasi-Static Forces, Rotational Force
  • محمدحسن جوارشکیان*، یگانه آذرگون

    در این تحقیق،اثرسطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده بالزن ساده و با بال دارای زاویه شکستگی در پرواز رو به جلو توسط روش تجربی بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا یکساز و کاربالزن به همراه تجهیزات نصب در تونل باد طراحی و ساخته شده است. سپس بالزن ساده و بالزن دارای زاویه شکستگی، در فاصله از سطح 1 و 5/1 برابر طول وتر، فرکانس بالزنی Hz5/3 و زاویه حمله های00تا 50/22در تونل باد با سرعت m/s3 مورد آزمایش قرار گرفته اند. همچنینبه منظور بررسی تاثیر فرکانس بالزنی و فاصله از سطح بر نیروی برآ، نیروی پیشران و توان مفید، بالزن ساده و شکسته با زاویه حمله صفر، در فاصله از سطح های1، 5/1 و 2برابر طول وتر و فرکانس های بالزنیHz0، 2، 5/3 و5 درسرعت  m/s3 تست شده است. نتایج نشان می دهند که واماندگی دینامیکی بالزن ساده با کاهش فاصله از سطح، در زاویه حمله کمتری نسبت به بال دارای شکستگی اتفاق می افتد. در کمترین فاصله از سطح (1 برابر طول وتر)، واماندگی بالزن ساده و بالزن با زاویه شکستگی 1070 به ترتیب در 50/12 و 150 رخ داده است. علاوه بر این،بالزن با زاویه شکستگی عملکرد بهتری نسبت به بالزن ساده دارد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با کاهش فاصله از سطح و افزایش فرکانس بالزنی، نیروهای آیرودینامیکی و توان مفید افزایشیافته است.

    کلید واژگان: آیرودینامیک تجربی، اثر سطح، واماندگی پرنده بالزن، شکستگی خمشی، پرواز رو به جلو، ریزپرنده
    MohammadHassan Djavareshkian *, Yeganeh Azargoon

    In the present study, the ground effect on the dynamics stall of the flapping wing with the bending deflection angle is experimentally investigated in the forward flight.For this purpose, first, a bending deflection mechanism and the installed facilities for the wind tunnel have been designed and fabricated.Then the simple and bending flapping wings are experimentally examined for h/c=1,1.5, flapping frequency 3.5 Hz and different angles of attack from 00 to 22.50 with velocity 3 m/s. Also, to investigate the effect of flapping frequency and distance from surface on lift force, thrust force and loading power of the simple and bending flapping wings with no angle of attack tested for h/c=1,1.5,2, different flapping frequency from0 Hz to 5 Hz and velocity 3 m/s. Results indicated that decreasing the distance from the surface, dynamic stall of the simple flapping wing occurs at lower angles of attack compared to the bending flapping wing. More specifically, in the minimum distance from the surface (h/c = 1), the stall angle of the simple flapping wing and bending flapping wing (with bending deflection angle of 1070) takes place at 12.50 and 150, respectively. The performance of the bending flapping wing is generally better than the simple flapping wing. Besides, by enhancing flapping frequency and decreasing the distance from the surface, aerodynamic forces and loading power increase.

    Keywords: Experimental-aerodynamic, Ground-effect, Stall of flapping wing, Bending deflection, Forward flight, MAVs
  • محمدحسن جوارشکیان*، حسین جباری، علی اسماعیلی

    در این تحقیق، دیدگاه متفاوتی از بررسی الگو و رفتار جریان آشفته بر روی دو بال لبه ساده و لبه سینوسی با شرط مرزی تناوبی توسط یک روش عددی معرفی شده است. در این شبیه سازی معادلات ناویر-استوکس توسط روش حجم محدود گسسته شده و با استفاده از مدل آشفتگی بهبودیافته (IDDES) حل شده است. به عبارتی در تحقیق حاضر به منظور افزایش مانور پذیری یک ریزپرنده با بال ثابت از یک روش کنترل غیر-فعال جریان که از باله شناوری یک گونه خاص نهنگ به نام هامپک (Humpback) الهام گرفته شده، استفاده شده است. در راستای بررسی نحوی عملکرد این نوع بال نامحدود، عدد رینولدز معادل با در نظر گرفته شده است. نتایج حاصله نشان از تغییرات گسترده میان این دو نوع بال نامحدود دارد. به نوعی برخلاف بال نامحدود لبه ساده که الگوی جریان متقارنی دارد، افت وخیزهای شدیدی در توزیع فشار و الگوی جریان بر روی بال نامحدود لبه سینوسی در شرایط ماقبل از واماندگی وجود دارد که متاثر از غلبه جریان های جانبی بر جریان های طولی بر روی این دست از بال ها است؛ بنابراین بررسی الگوها و تحلیل گردابه های شکل گرفته و فرکانس های مربوطه بر روی این نوع بال نامحدود همواره می تواند کمک شایانی به شناخت فیزیک جریان بر روی آن ها کند که زاویه دید جدیدی برای طراحان اجسام پرنده محسوب شود.

    کلید واژگان: بال لبه سینوسی، کنترل غیرفعال جریان، عملکرد آیرودینامیکی، رینولدز بحرانی، تحلیل فرکانسی
    Mohammad Hassan Djavareshkian *, Hossein JABBARI, Ali Esmaeili

    In this research, a different view of the study of the pattern and behavior of turbulent flow on the two full-span wings of baseline and sinusoidal leading-edge with periodic boundary condition by a numerical method is introduced. In this simulation, the Navier-Stokes equations are discretized by the finite volume method and solved using the improved turbulence model (IDDES). In other words, in the current study, to enhance the maneuverability of a fix-winged MAV, a passive flow control method was employed, which was inspired by the buoyancy fin of a special species of whale called a humpback. In order to study the performance of this type of infinite wing, the Reynolds number was considered equal to 140000. The results show extensive variations between these two types of full-span wings. The sinusoidal leading-edge full-span wing, in contrast to the baseline infinite wing, has severe fluctuations in pressure distribution and flow pattern at the pre-stall region. These variations are caused by the dominance of lateral flows over longitudinal flows on this type of infinite wing. Therefore, researching the patterns and analysis of vortices formed on this type of aerofoil as well as the associated frequencies is always a useful tool for understanding physics of flow on them, which will provide designers with a new perspective on flying objects.

    Keywords: Sinusoidal leading edge, Passive flow control, Aerodynamic performance, Critical Reynolds, Frequency analysis
  • محمدحسن جوارشکیان*، روح الله کریمی کلایه

    پیچش، یکی از مولفه های اساسی در طراحی هواپیماهای بال پرنده و بدون دم بوده که منجر به رفع برخی از چالش های آیرودینامیکی موجود در این دسته از هواپیماها می شود. تحقیق حاضر به منظور بررسی آیرودینامیکی اعمال پیچش هندسی در یک نمونه هواپیمای بال پرنده ی مادون صوت و ارزیابی میزان عملکرد این مولفه در هریک از فازهای پروازی انجام شده است. هندسه مورد بررسی یک مدل هواپیمای بال پرنده ی لامبدا شکل می باشد که از بالی با زاویه عقبگرد 56 درجه بهره می برد. پیچش اعمالی به این مدل از نوع پیچش منفی (Wash-out) بوده که به صورت خطی در راستای دهانه بال توزیع می گردد. مطالعه انجام شده در چارچوب شبیه سازی عددی و بر پایه حل معادلات رینولدز (RANS) گسسته شده با روش حجم محدود است. فرآیند شبیه سازی بعد از اعتبارسنجی با داده های تجربی، برای زوایای پیچش صفر و 6 درجه و محدوده زوایای حمله 5- تا 20 درجه به انجام رسیده؛ همچنین به منظور بررسی نحوه عملکرد پیچش در محدوده فاز نشست و برخاست و فاز کروز، مطالعات در دو عدد رینولدز مختلف صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که با اعمال پیچش، بازده آیرودینامیکیدر زوایای حمله بالا ارتقاء می یابد، اما این مشخصه، در زاویه حمله صفر درجه کاهش قابل توجهی خواهد داشت. همچنین در اثر اعمال زاویه پیچش، شروط لازم جهت پایداری طولی ارضا شده و پدیده پیچ آپ به تاخیر خواهد افتاد. با افزایش سرعت، بازده آیرودینامیکیدر طیف وسیعی از زوایای حمله بهبود می یابد؛ همچنین تغییرات بازده آیرودینامیکی ناشی از اعمال زاویه پیچش افزایش یافته و پیچش، موثرتر خواهد بود. بررسی گشتاور حول محور طولی نشان می دهد که با افزایش سرعت درجه پایداری افزایش خواهد یافت و رفتار پدیده پیچ آپ بهبود می یابد.

    کلید واژگان: پیچش هندسی، بال پرنده، شبیه سازی عددی، عدد رینولدز، ضرایب آیرودینامیکی
    MohammadHassan Djavareshkian *, Ruhollah Karimi Kelayeh

    The twist is one of the most important parameters in the design of the flying wing and tailless aircraft that causes eliminate some aerodynamic challenge at these categories of aircrafts. The present study was performed for an aerodynamic investigation of the geometrical twist at a subsonic flying wing and evaluate this parameter at different flight phases. The study geometry is a lambda-shaped flying wing that has a wing with a 56-degree sweepback. The twist angle applied on wingtips is washout, which is linearly distributed along the wingspan. The study is conducted in the framework of numerical simulation and based on solving Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations by finite volume method. The simulation process was performed after validation with experimental data, for twist angles of 0 and 6 degrees and range of attack angles of 5 to 20 degrees; also, to investigate the twist performance in the range of landing and take-off phase and cruise phase, studies have been performed in two different Reynolds numbers. The results show that by applying twist, the aerodynamic efficiency is improved at high angles of attack, but this characteristic will drop significantly at the zero-degree angle of attack. Also, by applying the twist, the conditions required for longitudinal stability are satisfied, and the pitch up phenomenon will be delayed.As speed increases, aerodynamic efficiency improves over a wide range of attack angles; also, aerodynamic efficiency changes due to twist increased, and twist will be more effective. Pitch moment analysis shows that as speed increment, the degree of stability will increase, and the pitch-up behavior will improve.

    Keywords: Geometrical twist, Flying wing, numerical simulation, Reynolds Number, aerodynamic coefficients
  • محمدحسن جوارشکیان*، عدنان محمدی

    در این پژوهش خانواده طرحAUSM در یک کد بر مبنای روش حجم محدود و ساختار ذخیره سازی بی سازمان مورد مقایسه قرارگرفته اند .ارزیابی طرح های حل جریان تراکم پذیر در جریان های نا پایا به دلیل پیچیدگی های وابسته به زمان، می تواند در شناسایی و تبیین نقاط ضعف و قوت آن ها کارآمد و روشنگر باشند. ازاین رو جهت شناسایی طرح (طرح های) کارآمدتر در خانواده AUSMبه لحاظ پیش بینی دقیق ویژگی های میدان جریان ناپایا ، این خانواده در آزمایش های لوله حاوی موج ضربه ای یک بعدی و دوبعدی موردبررسی قرار گرفتند. نکته متمایزکننده این مقاله، بررسی اکثریت اصلاحات مطرح انجام شده در طرحAUSMدر آزمایش های ناپایای یک و دوبعدی در جهت دستیابی و معرفی طرحی کارآمدتر و دقیق تر است. در بررسی های صورت گرفته شده، مشخص گردید که اولا در حالت یک بعدی روش AUSM+M نسبت به سایر روش های توسعه داده شده دارای دقت عملیاتی بیشتری است و می تواند با کمترین خطای پخش و پراش محل های ناپیوستگی را پیش بینی کند. ثانیا در حالت دوبعدی نوسانات اندک مشهود در حالت یک بعدی در طرح های AUSM+ و AUSMPW و AUSM+FVS تشدید می شوند و این اغتشاشات عددی بطور گسترده تری نمود پیدا می کنند. همچنین معین گردید که طرح های توسعه داده شده در پیش بینی تداخل خط لغزش های قوی داری اتلافات پخشی بالایی هستند که این اتلافات در طرح های SLAU مبنا کمتر است

    کلید واژگان: جریان تراکم پذیر، جریان نا پایا، لوله موج ضربه ای یک بعدی و دوبعدی، طرح AUSM
    M. Javareshkian *, A. Mohammadi

    The comprasion of AUSM Family through the Controle volume method and an unstructured data storage strategy is conducted in this research. Evaluation of the compressible-flow scheme solutions in unsteady flows, due to their time-dependence complications can provide an insight into such solutions to recognize and explaine their strengths and weaknesses. Accordingly, in order to identify the more efficient methods in the broad category of the AUSM family in terms of accurate prediction of the characteristics of unsteady flow fields, the AUSM family was evaluated by performing 1D and 2D shock tube tests. Distinctively, the present work evaluates a majority of the legendary modifications proposed to the AUSM scheme, in the 1D and 2D unsteady tests to formulate the most efficient yet accurate solution strategy. Based on the analysis, it was found that, in the 1D test, the SLAU-based methods, rather than the modified AUSM schemes, offered better potentials for predicting the expansion and compressive waves. It was further revealed that, among the various modifications made to the AUSM, the AUSM+M and AUSMSV led to better outcomes. In the 2D shock tube test, the ASUM+, AUSM+FVS, and AUSMPW, which exhibited no or merely subtle vibrations in the 1D test, were found to be strongly affected and exhibited intensive instabilities

    Keywords: compressible flow, Unsteady Flow, One, two dimensional shock tube, AUSM scheme
  • مهدی نادری نژاد، محمدحسن جوارشکیان*

    در این پژوهش اثر سه نوع بالک ترکیبی، پرهای و تک شاخه بر روی یک بال مشخص توسط یک روش عددی بر مبنای حجم محدود والگوریتم فشار مبنا بررسی شده است. در روش عددی مذکور جریان را آشفته در نظر گرفته و از مدل اسپالارت- آلماراس استفاده شده است.4 میباشد. برای محاسبه تنشها روی سطح بال از توابع / و نسبت منظری 6 SD 1/5 ، مقطع بال 7032 × در این شبیه سازی عدد رینولدز 105دیواره و از دقت مرتبه دوم بالا دست برای محاسبه شار جابجایی استفاده شده است. در کار حاضر تاثیر نصب سه نوع بالک در حالتی که ازیک نوع بالواره برای بال و بالک استفاده شود بر روی عملکرد آیرودینامیکی یک بال مستطیلی بررسی شده است. با ارزیابی انجام گرفتهضرایب آیرودینامیکی و فیزیک جریان مشخص شد که استفاده از بالواره یکسان برای بال و بالک در ازای زوایای حمله مختلف، باعث افزایش%3/1 عملکرد بالک پرهایی درمقایسه با حالت استفاده از دو بالواره مختلف شده و همچنین برای بالکهای ترکیبی و پرهای به صورت میانگین10 و 10 % عملکرد آیرودینامیکی نسبت به بال بدون بالک خواهد شد و برای بالک تک شاخه تنها تاثیر جزیی بر کاهش / موجب افزایش 5قدرت هسته مرکزی گردابه ها خواهد گذاشت.

    کلید واژگان: بالک، پسای القائی، عملکرد آیرودینامیکی، بال، گردابه
    Mehdi Naderinezhad, Mohammad Hassan Djavareshkian *

    In this study, the effectiveness of three types of winglets such as Blended , Multi-tip, and Raked on a specific wing,is investigated by using a numerical method based on finite volume and pressure-based algorithms. In thisnumerical method, the Spalart-Allmaras turbulence model is used. In this simulation Reynolds number is 1.5×105and SD7032 airfoil is used for wing section by 4.6 aspect ratio. The stresses on the wing surface are calculated bythe wall functions, and the convective fluxes are computed by the second-order upwind accuracy. In this research,the specific airfoil is used for wing and winglet and the effectiveness on the aerodynamic performance of arectangular wing has been investigated. Evaluation of aerodynamic coefficients and flow physics have shown thatusing the same airfoil for wing and winglet with different angles of attack, It has increased the performance of theMulti-tip winglet by 3.1 percent compared to the case of using two airfoil and also for Blended and Multi-tipwinglets compared to the wing without winglet will increase an average aerodynamic performance by 10.5 and 10percent. But for Raked winglet, it has only a small effect on reducing the power of the vortex core.

    Keywords: Winglet, Induced Drag, Aerodynamic Performance, Wing, Vortex
  • محمدحسن جوارشکیان*، یگانه آذرگون، اسماعیل اسماعیل فر

    در این تحقیق، حرکت نوسانی ایرفویل در جریان لزج، آشفته، و پایا، در نزدیک سطح آب، به منظور بهینه سازی تاثیر پارامترهای هندسی و نوسانی بر ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل توسط یک روش عددی شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی، معادلات ناویراستوکس با استفاده از روش حجم محدود با دقت مرتبه دوم گسسته و توسط الگوریتم پیمپل حل شده است. و برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک در روش پاسخ سطح  استفاده شده است. در روند شبیه سازی، برای پیش بینی سطح آزاد سیال، روش کسر حجمی مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه قسمتی از نتایج این شبیه سازی، با داده های عددی مربوط به یک ایرفویل نوسانی در نزدیکی سطح زمین صحت تحقیق را تایید می نماید. این شبیه سازی در سه فرکانس کاهیده، سه دامنه نوسان و سه فاصله ایرفویل از سطح آب انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که در نزدیک سطح، ارتفاع پروازی نسبت به دو پارامتر دیگر بر ضرایب آیرودینامیکی موثرتر است. همچنین به بهینه سازی با روش پاسخ سطح و الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که بالواره با فاصله ی پروازی بی بعد 0.539،  فرکانس کاهیده 0.5 و دامنه نوسان بی بعد 0.025  بهینه ترین مقدار نسبت ضریب برآ به پسا را ایجاد می کند.

    کلید واژگان: اثر سطح، سطح آب، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، روش پاسخ سطح
    Yeganeh Azargoon, Esmaeil Esmaeili Far

    In this study, oscillations of an airfoil in a viscous, turbulent, and unsteady flow near a water surface have been numerically simulated to optimize the effect of geometric and oscillatory parameters on aerodynamic coefficients of airfoil. In this simulation, the Navier-Stokes equations are dissected using finite volume method with second-order accuracy and are solved by the Pimple-algorithm and the genetic algorithms in the surface response methodology (RSM) has are used for optimization. In the process of simulation, volume fractionation method has been used to predict the free surface of the flow. Comparing a part of the results of this simulation with numerical data for an oscillating airfoil near the ground confirms the accuracy of the investigation. This simulation is done in three reduced frequencies, three amplitudes and three flight altitudes. The results show that flight altitude is more effective on aerodynamic coefficients than two other parameters near the surface. Also, optimization done by surface response method and genetic algorithm, the results are shown airfoil in dimensionless flight altitude 0.539, reduced frequency 0.5 and dimensionless amplitude 0.025 create the optimal value of the ratio of the coefficient of lift to drag.

    Keywords: Ground Effect, Water Surface, Plunge Airfoil, Optimization, genetic algorithm, RSM
  • احمد سمیعی، محمدحسن جوارشکیان*، مجتبی هنرمند
    در این تحقیق، اثر انتقال حرارت برروی ضرایب برآ و پسای دو بالواره متقارن و انحنادار با حرکت نوسانی فراز و فرود در جریان لایه ای، به روش عددی بررسی شده است. معادلات ناویراستوکس قابل تراکم توسط یک روش عددی برمبنای حجم محدود گسسته و با الگوریتم پیمپل حل شده اند. در این شبیه سازی لزجت دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی سیال متغیر در نظر گرفته شده است و از تکنیک شبکه های دینامیکی استفاده گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد، با کاهش دمای سطح بالواره ها نسبت به دمای جریان آزاد، نسبت برآ به پسا افزایش می یابد. همچنین اثر انتقال حرارت بر الگوی گردابه ها در لبه انتهایی بالواره ها و درنتیجه تاثیر آن بر ضرایب آیرودینامیکی آنها بررسی شده است.
    .
    کلید واژگان: انتقال حرارت، حجم محدود، شبکه دینامیکی، عدد رینولدز
    Ahmad Samiee, M.Hassan Djavareshkian, Mojtaba Honarmand
    In this study, the effect of heat transfers on lift and drag coefficients of two symmetric and camber airfoils with plunging motion in laminar flow is numerically investigated. The compressible Navier–Stokes equations are discretized using a finite volume method and they are solved by PIMPLE algorithm. In this simulation, fluid dynamic viscosity and thermal conductivity are considered to be variable. Also dynamic mesh method is used for oscillating motion. The results show that, by reducing the airfoil surface temperature less than the free flow temperature, lift to drag ratio increases. Moreover, influence of heat transfer on vortexes pattern at airfoils trailing edge and therefore its impact on the aerodynamic coefficients are investigated.
    Keywords: Heat Transfer, Finite Volume, Dynamic Mesh, Reynolds number
  • امیر باقری، محمدحسن جوارشکیان *
    در این تحقیق با استفاده از روش حجم محدود و کاربرد شبکه های دینامیکی به شبیه سازی عددی سه بعدی جریان سیال ناپایای تراکم ناپذیر و لایه ای در اطراف بال نوسانی با حرکت فراز و فرود، در محدوده اعداد رینولدز ریز پرنده ها و ماهی ها پرداخته شده است. در این شبیه سازی، از تکنیک شبکه های دینامیکی با استفاده از روش حرکت جسم صلب ، بهره گرفته شده است. نتایج این شبیه سازی با نتایج تجربی و عددی منتشر شده مقایسه، که صحت نتایج شبیه سازی حاضر را تائید می نماید. در این پژوهش، به بررسی اثر فرکانس کاهیده و دامنه نوسان و نیز مقایسه اثر همزمان این دو، همچنین به بررسی اثر طول بال بر نیروی رانش پرداخته شده است. این شبیه سازی ها در عدد رینولدز 3000 و در چند نسبت منظری، فرکانس کاهیده و دامنه نوسان انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با افزایش فرکانس کاهیده و دامنه نوسان، زاویه حمله نسبی افزایش یافته که خود منجر به افزایش اختلاف فشار در اطراف جسم می شود و در بین فرکانس کاهیده و دامنه نوسان، افزایش فرکانس کاهیده به علت شتاب بالاتر، اثر بیشتری در تولید نیروی رانش دارد. همچنین با افزایش نسبت منظری درصد کمتری از بال تحت تاثیر جریان های برگشتی از نوک بال قرار می گیرند که این امر در افزایش نیروی رانش موثر است.
    کلید واژگان: حرکت فرازوفرود، شبکه های دینامیکی، فرکانس کاهیده، دامنه نوسان، نسبت منظری
    A. Bagheri, M. H. Djavareshkian *
    In this research, the plunging motion of wing in unsteady incompressible and laminar flow is simulated by a numerical method based on finite volume technique and using dynamic mesh. The effects of amplitude, reduced frequency and aspect ratio on the trust generation in MAVs and Fishes Reynolds number region, are investigated. For simulating this oscillating wing, dynamic mesh with rigid body motion is applied. The simulation results are compared with published data to confirm the validity of this research. In this simulation, the effect of reduced frequency, amplitude, their simultaneous effect of them and the effect of aspect ratios investigated. These simulations are in Reynolds 3000 and some aspect ratios, reduced frequencies and amplitudes. This simulation results show that by increasing reduced frequency and amplitude, relative angle of attack increases, which increase pressure deference around the wings. Results showed that increase in reduced frequency is of more importance than the increase in the amplitude because of more acceleration. Low aspect ratio of the wing has negative effect on the production of trust force due to backflow of wing tips.
    Keywords: Plunging Motion, Dynamic Mesh, Reduced Frequency, Amplitude, Aspect Ratio Styles
  • محمدحسن جوارشکیان*، سیداحسان صفوی
    در این تحقیق تاثیر تغییر جهت میدان مغناطیسی بر انتقال گرمای جابجایی توام در یک محفظه مربعی باز پرشده از نانوسیال آب-مس، به روش حجم محدود و توسط الگوریتم SIMPLE در حالت پایا و آرام بررسی شده است. دیواره کف حفره، گرم و سایر دیواره ها عایق هستند. سیال سرد از کانال بالای حفره، وارد شده و از سمت دیگر خارج می شود. در این تحقیق، اثر تغییر کسر حجمی، هارتمن، رینولدز، رایلی و ریچاردسون بر انتقال گرما و عدد ناسلت بررسی شده است. همچنین تغییر جهت میدان مغناطیسی روی رایلی، رینولدز و کسرحجمی های مختلف نسبت به عدد ناسلت مطالعه گردیده است. نتایج نشان می دهد، با افزایش کسر حجمی، رینولدز و رایلی بر میزان انتقال گرما افزوده می شود. در صورتی که با افزایش میزان ریچاردسون در رایلی ثابت و افزایش عدد هارتمن از مقدار ناسلت و انتقال گرما کم می گردد. نتیجه مهم دیگر اینکه هنگام اعمال میدان مغناطیسی افقی نسبت به میدان عمودی، انتقال گرما به مراتب کمتر است. عملکرد میدان های مغناطیسی هم راستا ولی غیر هم جهت بر کانتورهای دما، خطوط جریان و انتقال گرما کاملا مشابه است.
    کلید واژگان: جابجایی توام، میدان مغناطیسی، نانوسیال، هیدرودینامیک مغناطیسی، حفره مربعی
    M. H. Djavareshkian *, S. A. Safavi
    In this research, the direction of the magnetic field on the mixed convection heat transfer in a square cavity filled with water-copper nanofluids has been investigated numerically. In this simulation, the SIMPLE algorithm is used to solve the discrete equations. The below wall of cavity is heated and the other walls are insulated. Cooled fluid comes from entrance of channel that is above of cavity and out from the other side of channel. In this study, the effect of volume fraction, Hartmann, Reynolds, Rayleigh and Richardson numbers on Nusselt number and heat transfer are assessed. In addition, the effect of changing angle of magnetic field on various Rayleigh, Reynolds and volume friction is investigated. The results are shown that: increasing value of volume friction, Reynolds and Rayleigh causes to rising heat transfer whereas adding Hartmann number and Richardson number at constant Rayleigh number decrease heat transfer and Nusselt number. The other important conclusion is the heat transfer in the presence of horizontal magnetic field less than vertical field. Operation of magnetic fields in same direction and various angles (0˚ and 180˚) on temperature contour, stream line and heat transfer is completely similar.
    Keywords: mixed convection, magnetic field, nanofluid, magneto hydro dynamics, square cavity
  • سیدعلی توکلی صبور، محمدحسن جوارشکیان*، امیر باقری
    در این تحقیق، یک پرتابه که توانایی ایجاد راندمان آیرودینامیکی بالا در شرایط پروازی ابرصوتی را دارد، توسط یک روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این شبیه سازی، از روش مستقیم مونت کارلو DSMC که روشی ذره- مبنا برای شبیه سازی جریان های گازی غیرتعادلی می باشد، استفاده شده است. به منظور افزایش نسبت برا به پسا، ابتدا« از یک تعریف ساده برگرفته شده از تئوری مومنتم استفاده شده است. بر اساس تعریف فوق، جریان رقیق و ابرصوتی توسط کد محاسباتی DS2V (مربوط به روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو) روی یک جسم دو بعدی شبیه سازی شده، تا موثر بودن تعریف فوق در افزایش بازده آیرودینامیکی برای هندسه بالواره مفروض روشن شود. سپس، با داشتن یک هندسه مرجع سه بعدی به عنوان پرتابه، اقدام به شبیه سازی جریان در شرایط حاکم بر جریان های رقیق و ابرصوتی توسط نرم افزار عددی جریان رقیق DS3V شده است. در انتها، با تعمیم تعریف فوق الذکر روی هندسه سه بعدی مرجع، یک طرح نمونه که در آن شاهد افزایش بازده آیرودینامیکی باشد، ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در این نمونه، به ازای زوایای حمله کوچک (صفر الی پانزده درجه) مقدار بازده آیرودینامیکی را در هندسه دو بعدی نهایی بین 1 الی 4/2 واحد و در حالت سه بعدی، نیز این مقدار را در حدود 1/0 الی 4/0 افزایش داده است.
    کلید واژگان: روش DSMC، عدد نودسن، جریان ابرصوتی
    S.A. Tavakolli-Sabur, M.H. Javareshkian *, A. Baqeri
    In this work, the problem of designing a hypersonic vehicle with high lift-drag ratio in hypersonic rarefied regimes is investigated. At high altitudes, the assumption of continuity employed in the Navier Stocks equations is no longer true and is not possible to simulate the problem with conventional CFD routines. The Direct Simulation of Monte Carlo (DSMC) which is a particle-based method was employed to simulate the hypersonic rarefied regimes of hypersonic vehicles. In the first step, based on momentum theory, a simple definition for increasing aerodynamic efficiency was provided. According to this definition, a two-dimensional body under considerations of hypersonic-rarefied flow regimes was analyzed using the DSMC code of DS2V. According to the facts obtained from this analysis, we considered a typical three-dimensional body, and developed the configurations of high aerodynamic efficiencies. The simulations were conducted in three-dimensional space by the DSMC program of DS3V showed that the abovementioned definition is applicable to three-dimensional geometries. Finally, based on authenticated definitions, we exemplified a three-dimensional body, which is capable to produce high aerodynamic efficiencies in hypersonic regimes at high altitudes.
    Keywords: DSMC Method, Knudsen Number, Hypersonic Regime
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • محمد حسن جوارشکیان
    محمد حسن جوارشکیان

اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال