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
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

آیرودینامیک

در نشریات گروه مکانیک
تکرار جستجوی کلیدواژه آیرودینامیک در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • مهدی خیرخواه، احسان روحی*، محمود پسندیده فرد

    در این پژوهش، به مطالعه ی اثر گاز های خروجی از اگزوز، بر روی منطقه ی دنباله ی یک خودروی آئودی که شامل گردابه ها و جریان های جداشده از سطح آن است، پرداخته می شود. این مدل خودرو، از لحاظ پیکربندی عقب، مشابه خودروی استاندارد DrivAer Estateback است که توسط موسسه ی آیرودینامیک دانشکده ی فنی مونیخ، مدل سازی شده است. با توجه به نوع مسئله و تحلیل پایای جریان، مدل آشفتگی SST k-ω برای شبیه سازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی انتخاب شد. همچنین به منظور اعتبارسنجی روش حل، نتایج عددی حاصل از شبیه سازی جریان با عدد رینولدز 106 × 87/4 حول مدل استاندارد، با نتایج تجربی حاصل از تونل باد، مقایسه شد. پس از انجام اعتبارسنجی روش حل، در اولین بررسی مشخص شد؛ در عدد رینولدز فوق، ضریب پسای خودروی آئودی دارای اگزوز، % 15/1- کمتر از ضریب پسای خودروی بدون اگزوز است. در ادامه اثر افزایش سرعت خودرو، اثر زوایه ی دهانه ی لوله ی اگزوز و سرانجام تاثیر وجود یک اگزوز در یک طرف آن، بر مقدار ضریب پسا، بررسی شد.

    کلید واژگان: آیرودینامیک، پسا، اگزوز، گردابه، خودروی آئودی
    Mahdi Kheirkhah, Ehsan Roohi *, Mahmoud Passandideh-Fard

    This research delves into the practical implications of the effect of exhaust gases on the wake region of an Audi car, which includes vortices and separated flowing from its surface. The findings could potentially inform future vehicle design and performance strategies. The car model's rear configuration is akin to the standard DrivAer Estateback car, which the Aerodynamics Institute of the Technical University of Munich has modeled. The SST k-ω turbulence model is selected for simulation using computational fluid dynamics, considering the problem's nature and the flow stability analysis. To validate the solution method, the numerical results obtained from flow simulation at a Reynolds number of 4.87×106 around the standard model are compared with the experimental results obtained from the wind tunnel. After validating the solution method, it was determined in the initial investigation that at the given Reynolds number, the drag coefficient of the Audi car with an exhaust system is 1.15 % lower than the drag coefficient of the car without an exhaust system. Furthermore, the effects of increasing the vehicle speed, the angle of the exhaust pipe outlet, and finally, the presence of an exhaust on one side of it on the value of the drag coefficient are examined.

    Keywords: Aerodynamic, Drag, Exhaust, Vortex, Audi Vehicle
  • 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
  • رضا حربی منفرد*، محمد طیبی رهنی، مسعود زارع
    الگوگیری از بال پرندگان و نحوه ی پرواز آن ها از دیرباز موضوعی جذاب برای بشر بوده است. در سالیان اخیر به دلیل پیدایش برخی مواد و عملی کردن الگوگیری از پرواز پرندگان، بال های شکل پذیر تغییر شگرفی در موضوعات علمی پیرامون وسایل نقلیه ی هوایی ایجاد کرده اند. مطالعه ی عددی آیرودینامیکی و هواصوتی یکی از حالات شکل پذیری (پیچش حول محور طولی) این نوع بال ها هدف این مطالعه، بررسی پارامترهای آیرودینامیکی و هواصوتی یک بال شکل پذیر در حالت پیچش  برای یک هندسه ی شبیه به پهپاد شاهد- 129 می باشد. از دیگر اهداف، معرفی یک روش نوین با استفاده از محرک ها برای تغییرشکل بال مورد نظر است. برای این منظور، علاوه بر حل معادلات متوسط گیری رینولوز شده ی حاکم بر جریان مغشوش، برای محاسبه تنش های رنیولوز ظاهر شده در این معادلات، با فرض لزجت گرایی بوزینسک(Boussinesg) ،  از مدل اغتشاشی k- ω- SST برای تعیین لزجت مغشوش بهره گرفته شده است. این معادلات با استفاده از نرم افزار تجاری فلوینت ویرایش... حل گردیده اند. نتایج شبیه سازی بیان گر آن است که با افزایش زاویه ی پیچش و زاویه ی حمله تا 15 درجه، ضریب برآ و پسا افزایش می یابند. همچنین، در زاویه حمله های یکسان، با افزایش زاویه ی پیچش، رشد گردابه ها زیادشده و منجر به افزایش کم ضریب برآ در زوایای پیچش بالا می شود.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، هواصوتیات، بال، شکل پذیری، پهپاد، اکچویتور
    Reza Harbi Monfared *, Mohammad Taeibi Rahni, Masoud Zareh
    Inspiring from bird’s wings and flights has long been a fascinating subject. In recent years, due to advent of materials and implementation of bird’s flights, use of morphing wings have created considerable changes in scientific issues related to air vehicles. In this article, for the first time, aerodynamic and aeroacoustic studies of a type of (twist) morphing wing are performed. The main pupose of this article is to numerically investigate aerodynamics and aeroacoustics of a twisted morphing wing for a geometry similar to Shahed- 129 UAV. In the manufaturing part of this article, a new method is introduced, which uses actuators to change the wing’s shape. In this article, k- ω- SST modeling for turbulent flow and Fluent software were used. Our results show that with increase of twist angle and attack angle of up to 15 degrees, both lift and drag increase. In addition, at the same angle of attack, for high twist angles, increasing twist angle increases the growth of vortices, causesing a small increase in lift coefficient.
    Keywords: Aerodynamics, Aeroacoustics, Morphing, Wings, Drone, Actuators
  • مهدی نادری نژاد*، عیسی عطوف، نوید فخرالمباشری
    با توجه به پیچیدگی تحلیل پدیده های تاثیرگذار بر عملکرد آیرودینامیکی روتور اصلی بالگرد و نحوی شبیه سازی حرکت های دینامیکی پره نسبت به مرکز دوران، استفاده از روش هایی مانند تیوری المان روتور همراه با دینامیک سیالات محاسباتی می تواند راه حل ساده تری و کم هزینه تری نسبت به شبیه سازی فیزیکی روتور بالگرد باشد. مشخصات هندسی روتور بالگرد Bell UH-1 به صورت یک دیسک مجازی در دو حالت روتور تنها و همراه با بدنه در شرایط پروازی ایستا و روبه جلو بررسی شده است. برای شبیه سازی جریان از معادلات ناپایای تراکم پذیر همراه با مولفه های آشفتگی استفاده شده و برای گسسته سازی آن ها از دقت مرتبه دوم بالادست استفاده شده همچنین تاثیرات عملکردی روتور به صورت مولفه چشمه در این معادلات لحاظ شده است. در کار حاضر ابتدا روش اشاره با داده های تجربی روتور تنها مورد صحت سنجی قرارگرفته و سپس تاثیرات بدنه بر متغیرهای آیرودینامیکی روتور مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: بالگرد، روتور، آیرودینامیک، دیسک مجازی، دینامیک سیالات محاسباتی
    Mehdi Naderi Nezhad *, Eisa Atoof, Navid Fakhralmobasheri
    Considering the complexity of analyzing the phenomena affecting the aerodynamic performance of the main rotor helicopter and how to simulate the dynamic movements of the blade relative to the center of rotation, Using methods such as blade element theory together with computational fluid dynamics can be a simpler and less expensive solution than the physical simulation of a helicopter rotor. The geometric characteristics of the rotor of the Bell UH-1 helicopter have been investigated as a virtual disc in two modes of the rotor alone and with the body in static and forward flight conditions. To simulate the flow, unsteady compressible equations with turbulence components are used, and for their discretization, upwind second-order accuracy is used, and the functional effects of the rotor in the form of a spring component are included in these equations.
    Keywords: Helicopter, rotor, Aerodynamic, Virtual disk, Computational Fluid Dynamics
  • سعید باعصمت، محمود پسندیده فرد*، علیرضا تیمورتاش
    امروزه در صنعت خودروسازی، آیرودینامیک وسایل نقلیه به دلیل اثرگذاری بر مصرف سوخت، میزان کنترل پذیری و پایداری خودرو از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر به روش عددی با استفاده از نرم افزار Ansys Fluent عملکرد آیرودینامیکی خودروی تارا از طریق ایجاد کانال هوا با ابعاد و هندسه های مختلف بین پیشانی و اطراف چرخ جلو و همچنین اطراف چرخ عقب و پشت خودرو مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از اعمال تغییرات مذکور برقراری جریان میان نواحی از بدنه که اختلاف فشار بالایی دارند بود که در هر دو بخش اصلاح آیرودینامیک جلو و اصلاح آیرودینامیک عقب موجب کاهش نیروی پسا و برآ شد. همچنین تاثیر ایجاد انحنای جانبی بر بدنه نیز مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج حاصل نشان داد به طور کلی میزان اثرگذاری آن ها به طراحی و هدایت جریان هوای جوانب به پشت خودرو بستگی دارد با این وجود در همه حالت ها نیروی پسا کاهش یافت. در بخش پایانی ترکیبی از بهترین روش های بررسی شده به صورت همزمان بر روی خودرو پیاده سازی شد که بهینه ترین حالت از ترکیب تغییرات فوق در آیرودینامیک جلو و عقب با کاهش نیروی پسا و برآ به ترتیب به میزان %16/3 و %4/1 حاصل گردید و مقدار ضریب پسا از 0/332 به 0/278 رسید.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، نیروی پسا، خودرو، عددی
    S. Baesmat, M. Pasandidehfard *, A.R. Teymourtash
    In the transportation industry, the vehicles aerodynamics is important because it affects on fuel consumption and stability of cars. In this numerical research by using Ansys Fluent software, the aerodynamic performance of the Iranian car Tara was investigated by creating an air duct with different dimensions and geometries in the modification of front aerodynamics and the modification of rear aerodynamics. The purpose of these changes was to establish air flow between areas of the body that have a high pressure difference, which in both aerodynamic developments reduced drag force and lift force. Also, the effect of creating side curvature on the body was also studied. The results showed that design and direction of the air flow from the sides to the back of the car is very important in aerodynamics forces, however, drag force was reduced in all cases. Finally, the best methods were combined simultaneously on the car. In the most optimal model, through the combination of the the front aerodynamic modifications and rear aerodynamic modifications the drag coefficient and lift coefficient reduced 16.3% and 4.1% respectively as the drag coefficients reduced from 0.332 to 0.278.
    Keywords: Aerodynamic, Drag force, Sedan, Vehicle, Numerical
  • سعید کریمیان علی ابادی*، صابر رضایی
    تا به امروز تلاش های بسیاری برای استخراج انرژی از باد و افزایش ظرفیت توربین های بادی انجام شده است. از جمله این سیستم ها می توان به اینولاکس، روتورهای دارای شرود و داکت اشاره کرد. در بررسی های صورت گرفته در خصوص سیستم توربین بادی اینولاکس، اغلب اثرات کارکرد روتور توربین باد تعبیه شده در بخش ونتوری، در مشخصه های جریان، دخالت داده نشده است. مضافا طراحی و مدلسازی یک توربین باد بهینه متناسب با هندسه و شرایط ایرودینامیکی بخش ونتوری صورت نگرفته است. لذا در این مقاله با استفاده از نظریه BEM و با در نظر گرفتن ضرایب اصلاح نوک پره و توپی پرانتل و نیز تصحیح دنباله آشفته، یک کد نیمه تحلیلی توسعه داده شده و ابتدا یک توربین باد بهینه و اختصاصی بر مبنای داده های هندسی و عملکردی اینولاکس فرض شده، طراحی گردیده است. در ادامه مدلسازی و مطالعه عملکرد بصورت پارامتری حول مشخصه های هندسی توربین، نیز انجام شده است. نتایج اعتبارسنجی نشان می دهد کد توسعه یافته توافق بسیار خوبی با نتایج تجربی، عددی و تحلیلی پیشین داشته و از این رو هندسه طراحی شده برای پره ها قابل اتکا خواهد بود. بعلاوه بکارگیری تصحیحات گلوارت و برتون در همین بستر ارزیابی شده است. بر اساس دستاوردهای این پژوهش، در صورتی که توربین باد طراحی شده در بخش ونتوری سیستم اینولاکس استفاده شود، توان استحصال شده از آن 4425/2 برابر می شود. همچنین در شرایط یکسان، تصحیح برتون مقادیر کمتری را نسبت به تصحیح گلوآرت پیش بینی می کند. با فرض روتور 3 پره و سرعت باد 6/10 متر بر ثانیه و با در نظر گرفتن ضریب اصلاح نوک پره و توپی پرانتل، حداکثر ضریب توان و سرعت نوک پره متناظر با احتساب تصحیح برتون به ترتیب برابر 335/0 و 095/7 و با احتساب تصحیح گلوارت به ترتیب برابر 385/0 و 825/7 بوده است. از بستر فراهم شده به منظور بهینه سازی شکل پره و ساختار توربین باد اینولاکس می توان بهره گیری نمود.
    کلید واژگان: انرژی باد، آیرودینامیک، سیستم توربین باد اینولاکس، نظریه BEM، مطالعه پارامتری
    Saeed Karimian Aliabadi *, Saber Rezaei
    In previous studies on the INVELOX system, the effect of turbine blades embedded in the venturi section has not accounted. In addition, the design and modeling of an optimal wind turbine in accordance with the geometry and aerodynamic conditions of the venturi section has not been done. Therefore, in this paper, using the BEM (blade element momentum) theory and considering Prandtl's tip and hub loss factors, and also turbulent wake correction, a semi-analytical code has been developed. First of all, an optimal wind turbine according to geometrical and operational assumed INVELOX system is designed. In the continuation, modeling and performance study of geometric parameters of the designed wind turbine has been done. The validation results show that the developed code agrees accurately with the previous experimental, numerical, and analytical results, and therefore the geometry designed for the blades will be reliable. In addition, the application of Glauert and Burton's corrections has been evaluated in this manuscript. Based on the research findings, it is concluded that under the same conditions, Burton's correction yields more conservative results than Glauert's correction. So that assuming 3 blades and a wind speed of 11 meters per second m/s and taking into account Prandtl's tip and hub loss factor, the maximum power coefficient and blade tip speed corresponding to Burton's correction are 0.335 and 7.178, respectively, and corresponding to Glauert's correction, are 0.385 and 7.825, respectively. The provided substrate can be used to optimize the blade shape and structure of the INVELOX wind turbine system.
    Keywords: Wind energy, Aerodynamics, INVELOX system, Horizontal axis wind turbine, BEM theory, Parametric study
  • سعید باعصمت، محمود پسندیده فرد *

    بهبود عملکرد آیرودینامیکی وسایل نقلیه به علت تاثیر بر مصرف سوخت، پایداری و کنترل پذیری خودروها همواره مورد توجه مهندسان بوده است. در این پژوهش جهت دستیابی به دیدگاه اجمالی از تاثیرگذاری روش های بهبود عملکرد آیرودینامیکی خودروها، مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه کاهش نیروهای آیرودینامیکی با استفاده از روش کنترل جریان انفعالی صورت گرفته است که می تواند در بررسی، پیاده سازی و انتخاب روش مناسب تاثیرگذار باشد. نتایج حاصل نشان دهنده اهمیت بالای طراحی بدنه خودرو در کاهش نیروی پسا و نیروی برآاست به طوری که ایجاد کانال و انحنا در طرفین خودرو جهت انتقال جریان هوا از نواحی فشار بالا در جلوی بدنه به نواحی فشار پایین در پشت بدنه بیشترین میزان کاهش نیروی پسا را در پی دارد. همچنین استفاده از اسپویلر در انتهای بدنه به جهت تاخیر در جدایش و هدایت جریان هوا به سمت بالا، موجب کاهش نیروی برآ می گردد. تاثیر این روش ها بر کاهش نیروهای آیرودینامیکی بیش از سایر مکانیزم ها است، اما میزان دقیق تاثیرگذاری هر روش به نوع خودرو و نحوه پیاده سازی آن بر روی بدنه بستگی دارد.

    کلید واژگان: آیرودینامیک، خودرو، نیروی پسا، نیروی برآ، کنترل جریان انفعالی
    Saeed Baesmat, Mahmoud Pasandidehfard*

    Improving the aerodynamic performance of vehicles due to the impact on fuel consumption, stability and controllability of vehicles has always been on the attention of engineers. In this study, in order to obtain a brief view of the effectiveness of methods to improve the aerodynamic performance of vehicles, a review of research conducted to reduce aerodynamic forces using the passive flow control method, which can be effective in consideration, implementation and selection of the proper method. The results show the high importance of car body design in reducing drag and lift such that implementing the channel and curvature on the sides of the car to transfer air flow from high pressure areas in front of the body to low pressure areas behind the body has the highest value of reduction in drag force. Also, using a spoiler at the end of the body to delay separation and to direct airflow upwards reduces the lifting force. The effect of these methods on reducing aerodynamic forces is more than other mechanisms, but the exact extent of the effectiveness of each method depends on the type of vehicle and the way of its implementation on the body.

    Keywords: Aerodynamics, vehicle, drag force, lift force, passive flow control
  • رضا بابایی مقدم، محمدمهدی علیشاهی*، مجتبی میرزایی

    با انجام آزمایش در آزمایشگاه های ایروبالستیک می توان ضرایب آیرودینامیکی یک جسم پرنده را با دقت بالا استخراج نمود. اما برای برنامه ریزی انجام آزمایش ها، تعیین تعداد و نوع متغیرهای اندازه گیری شده، چینش ایستگاه های اندازه گیری در هر آزمایش ضروری می باشد. بدین منظور می توان حساسیت مقادیر اندازه گیری شده نسبت به ضرایب آیرودینامیکی مورد نظر را محاسبه و بررسی نمود. در این مقاله با توجه به غیرخطی بودن معادلات حرکت شش درجه آزادی یک وسیله پرنده، با استفاده از روش حداقل مربعات و ماتریس اطلاعات فیشر از داده های شبیه ساز آزمایش ایروبالستیک، ضرایب آیرودینامیک استخراج شده و حساسیت هر یک از خروجی ها نسبت به تغییرات ضرایب آیرودینامیکی بررسی و ارایه شده است. به بیان دیگر این نتایج بیان می کند که در یک آزمایش ایروبالستیک، اگر داده های آزمایش نظیر سرعت و زاویه پیچ اندازه گیری شود دقت و حساسیت آن ها نسبت به هر کدام از ضرایب آیرودینامیکی و خطای ضرایب چه مقدار خواهد بود.

    کلید واژگان: ایروبالستیک، آیرودینامیک، شناسایی ضرایب، روش حداقل مربعات، ضرائب آیرودینامیکی، حساسیت سنجی
    Reza Babayi, MohammadMehdi Alishahi *, Mojtaba Mirzayi

    The aerodynamic coefficients of any flying object can be estimated with high accuracy, by aero-ballistic tests, monitored in aerodynamic laboratories. For test-running management, it is necessary to determine the number and type of estimated variables and the station placement of each test. For this purpose, the sensitivity of variables under measurement, in relation to the associated aerodynamic coefficients must be calculated and surveyed. As the trajectory path is a nonlinear equation with six degrees of freedom, in this article we estimate the aerodynamic coefficients and sensitivity of each output to the changes of aerodynamic coefficients using the least square method and fisher data matrix. In other word, if the test data such as the speed and pitch angle are to be measured in an aero-ballistic test, the results of this research can specify their accuracy and sensitivity to each aerodynamic coefficient and the relevant coefficient errors.

    Keywords: Aero-ballistic, Aerodynamics, coefficients identification, least square method, Aerodynamic Coefficients, Sensitivity
  • امیرحمزه فرج الهی*، خشایار یزدانی، علی اصغر نادری
    در طراحی آیرودینامیک موشک، لازم است فضای طراحی وسیعی مورد بررسی قرار گیرد. پیچیدگی یک فضای طراحی به تعداد متغیرهای ورودی بستگی دارد. قطر موشک، دماغه، طول بدنه، تعداد ردیف بالک ها، تعداد بالک ها برای هر ردیف، اندازه و شکل هر بالک ها و مقطع عرضی آن ها می تواند به عنوان نمونه هایی برای متغیرهای طراحی ارایه شود. در این تحقیق مشخصه های آیرودینامیکی نیروی درگ (بسا)، نیروی لیفت (برآ)، گشتاور چرخشی، مانورپذیری، نسبت نیروی لیفت به درگ و همچنین نیروی فشاری در اعداد ماخ و زاویه حمله مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده دیده شد که ضرایب آیرودینامیکی با افزودن بالک در جلوی موشک افزایش یافته است. همچنین مشاهده می شود که پایداری موشک در حالت نزدیک بودن بالک به انتهای موشک بهبود می یابد ولی نسبت نیروی لیفت به درگ و مانورپذیری کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که با افزایش طول و ارتفاع بالک نیروی لیفت به نیروی درگ، نیروی عمودی و نیز پایداری موشک افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که نسبت نیروی لیفت به نیروی درگ نیز با بیشتر شدن تعداد ردیف بالک، افزایش می یابد.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، بالک، زاویه حمله، عدد ماخ
    Khashayar Yazdani, Aliasghar Naderi
    In the aerodynamic design of missiles, it is necessary to consider a wide design space. The complexity of a design space depends on the number of input variables. Missile diameter, nozzle, body length, the number of rows of fin, the number of fins for each row, the size and shape of each ffin, and their cross-section can be provided as examples of design variables. In this study, the aerodynamic characteristics of drag force , lift force, rotational torque, maneuverability, lift-drag force ratio as well as compressive force at Mach numbers and different attack angles were investigated. The results showed that aerodynamic coefficients increased with the addition of a fin in front of the missile. It is also observed that the stability of the missile improves when the fin is near the end of the missile but the ratio of lift to drag and maneuverability is reduced. It was also found that by increasing the length and height of the fin lifting force to the drag force, vertical force and the stability of missile increases. Also, it was observed that lift-drag force ratio increases with the increase in the number of fin rows.
    Keywords: Aerodynamic, Fin, Attack angle, Mach number
  • سید روح الله قدسی، حمیدرضا زمردی*، فرهاد امامعلی زاده

    جدایش جریان در قسمت انتهایی خودرو عامل اصلی ایجاد نیروی پسا در یک خودروست. استفاده از وسایلی مانند گردابه ساز به منظور ایجاد جریان های گردابی و تغییر مومنتوم در لایه مرزی باعث به تاخیر انداختن جدایش جریان و در نتیجه کاهش پسا می گردد. با مقایسه اندازه ضریب پسای خودرو در حالت باگردابه ساز و حالت بدون گردابه ساز و سپس آنالیزکردن مکانیزم کاهش پسا، نتایج مورد نظر به-دست می آید. خودرو مورد آزمایش در این پژوهش، پژو 405 سدان بوده و تجزیه و تحلیل آیرودینامیکی و شبیه سازی آن نیز به وسیله نرم افزارهای ICEM و FLUENT انجام شده است. استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در تجزیه و تحلیل تایید خواهد کرد که استفاده از گردابه ساز می تواند ضریب پسا و مصرف سوخت را کاهش دهد.

    کلید واژگان: آیرودینامیک، ضریب پسا، لایه مرزی، گردابه ساز، جدایش
    Rouhollah Ghodsi, Hamidreza Zomorodi *, Farhad Emamalizadeh

    The flow separation at the rear of a vehicle generates more pressure drag. A vortex generator can cause delay in developing of separation by chang-ing the distribution of momentum in boundary layer. The comparison be-tween the results of with and without vortex generator reveals the effects of vortex generator on drag reduction considerably. In this study, an effi-cient vortex generator is designed for the Peugeot 405 sedan. The numeri-cal simulations are performed using ANSYS FLUENT and also the model and mesh are generated by ICEM.

    Keywords: aerodynamics, Drag coefficient, Boundary layer, Vortex generator, separation
  • محمد همایون صدر*، داود بدیعی، شاهرخ شمس
    در میان مدل های نیمه تجربی موجود، مدل بوئینگ- ورتل از تعداد پارامتر وابسته به آزمایش های تجربی کمتری استفاده می کند. این مدل برخلاف روابط ساده و عملکرد مناسب، ضرایب آیرودینامیکی برآ و گشتاور پیچشی مقطع را در برخی از زوایای حمله با دقت لازم پیش بینی نمی کند. این در حالی است که مشابه با اکثر مدل های نمیه تجربی، آثار ناپایای ناشی از دنباله های جریان در پشت مقطع را نیز در نظر نمی گیرد. به منظور افزایش دقت ضرایب آیرودینامیکی مدل، هدف اصلی مقاله حاضر تصحیح و توسعه مدل بوئینگ- ورتل با درنظرگرفتن آثار ناپایای دنباله های جریان است. در همین راستا با استفاده از تئوری آیرودینامیک ناپایا براساس تابع وگنر، آثار ناپایای مذکور به وسیله معرفی یک زاویه حمله موثر جدید شامل درجات آزادی خمش و پیچش مقطع به همراه مشتقاتشان در نظر گرفته می شوند. سپس به کمک زاویه حمله موثر معرفی شده و همچنین آثار جرم ظاهری جریان ضریب برای مدل اصلاح می شود. در ادامه با انجام بررسی های لازم، ضریب گشتاور پیچشی جدید و متفاوتی برای مدل بوئینگ- ورتل پیشنهاد و جایگزین می شود. در نهایت صحت ضرایب آیرودینامیکی معرفی شده در مقایسه با نتایج آزمایش های تجربی موجود، تایید و مدل پیشنهادی اعتبارسنجی می شود و تفاوت های مدل پیشنهادی در مقایسه با مدل اصلی بوئینگ ورتل نمایش داده می شود. نتایج به دست آمده حاکی از اصلاح ضریب نیروی برآ در ناحیه خطی منحنی برآ، بهبود مقدار ضریب بیشینه برآ و زاویه حمله متناظر آن و ارتقا ضریب گشتاور در مدل بوئینگ- ورتل است. در این مقاله همچنین اثر تغییرات فرکانس کاهش یافته روی زاویه حمله موثر به صورت پارامتری بررسی و مشاهده می شود با افزایش فرکانس کاهش یافته تا مقدار0/36، آثار ناپایای دنباله های جریان روی مقدار زاویه حمله موثر مقطع به بیشترین مقدار خود می رسند. همچنین ملاحظه می شود تغییر موقعیت محورپیچ مقطع در فرکانس های کاهش یافته بزرگ تر از 0/1، مشخصات زاویه حمله موثر ناشی از آثار ناپایای دنباله های جریان را تغییر خواهد داد.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، واماندگی دینامیکی، بوئینگ ورتل، آثار دنباله
    M.H. Sadr*, D. Badiei, Sh. Shams
    In precision of the aerodynamic coefficients, modification and development of the Boeing-Vertol model are the main goal of the presented paper in which unsteady wake effects are considered. Hence, this paper uses based on Wagner function to consider the unsteady wake effects and to introduce an effective angle of airfoil degrees of freedom and their derivatives for both bending and pitching oscillations. The aerodynamic lift coefficient of the Boeing- model is improved by using the introduced effective angle of attack and flow apparent mass effects. Also, a new pitching moment coefficient is introduced and is replaced in the model. The introduced aerodynamic coefficients are validated and verified by experimental data and also compared with the original model. The obtained results represent correction of the lift coefficient of the Boeing Vertol model in of the static lift curve and improvement of maximum lift coefficient and of . Also, the results show that the proposed formulation enhances the Boeing Vertol model to predict moment coefficient in dynamic condition. In addition, a parametric study is conducted to investigate the effects of reduced frequency on effective angle of attack and it is shown that while reduced frequency increases to 0.36, unsteady wake effects on effective angle of attack of an airfoil reach to its maximum value. Moreover, for reduced frequencies upper than 0.1, pitch axis location changes the characteristics of the effective angle of attack of the airfoil.
    Keywords: Aerodynamic, dynamic stall, Boeing-Vertol, Wake Effects
  • یوسف بیناباجی، بهمن وحیدی *
    شناخت رفتار و الگوی جریان در مجاری تنفسی انسان به علت اینکه اساس شناخت حرکت و نشست ذرات در سیستم تنفسی است و کمک به پیش بینی اثر داروهای تنفسی، آلاینده ها و بیماری هایی از جمله سرطان می کند، در دهه های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از این رو در این مطالعه اثر دو شرط مرزی: (1) دبی جریان خروجی یکسان در تمامی خروجی ها و (2) فشار ایستای برابر با صفر در تمامی خروجی ها، و تغییرات دبی ورودی جریان بر روی توزیع دبی جریان، الگوی جریان و نواحی جریان بازگشتی، به صورت پایا در نرخ های تنفسی 12 تا 48 لیتر بر دقیقه، برای مدلی سه بعدی، نامتقارن و شامل 4 نسل از مجاری نای-برونشی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تخمین توزیع دبی جریان در ریه در مقایسه با توزیع واقعی دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 1 به مراتب بهتر از شرط مرزی 2 می باشد. با افزایش دبی ورودی، توزیع دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 تغییر نمی کند ولی در استفاده از شرط مرزی 1 دست خوش تغییرات می شود. الگوی جریان در مقاطع پایینی به علت انحنای مجاری که باعث به وجود آمدن جریان دین می شود، به مراتب پیچیده تر از مقاطع بالایی است به خصوص هنگامی که این انحنا در صفحه ای غیر مسطح با مجرای قبلی باشد. نواحی جریان بازگشتی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 بیشتر از دیگر حالت ها است و با افزایش دبی ورودی بر تعداد آن ها افزایش می یابد.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، دینامیک سیالات محاسباتی، دارو رسانی، الگوی جریان، تنفس
    Y. Binabaji, B. Vahidi *
    Investigation of flow patterns and behaviors has become a subject of great interest in recent decades because it is a basis in the recognition of particle movement and deposition in the human respiratory tract and helps in the prediction of the effects of inhaler drugs and pollutants, and respiratory diseases such as cancer. Therefore, in this study, the effects of two boundary conditions: (1) the same flow rate in all outlets and (2) the same static pressure equal to zero in all outlets has been numerically examined in an asymmetrical model of trachea-bronchial tract. Correspondingly, the effects of the inlet flow rate changes on the flow distribution, flow patterns and the reverse flow zones were studied in the range of breathing rates 12 to 48 lit/min for a 3D non-planar model of trachea-bronchial airways consists of 4 generations. The estimation of flow distribution obtained from the second boundary condition was more accurate when compared to the real distribution in the lungs. Using the first boundary condition, the flow distribution did not change when the inlet flow rate was increased. However, for the second boundary condition, little changes revealed. The flow pattern in the lower sections was more complex than the upper sections due to the bifurcations’ curvature that causes the Dean-flow particularly when this curvature is in non-planar to the previous bifurcation. When the second boundary condition was used, the number of generated reverse flow zones was more than the other conditions and increased with increasing the inlet flow rate.
    Keywords: Aerodynamics, Computational Fluid Dynamics, Drug Delivery, Flow Pattern, Respiration
  • مسعود محبی *، محمدعلی رضوانی، محسن درگزی
    حرکت قطار اغتشاشاتی را در هوای اطراف خود ایجاد می کند که سبب تشکیل جریان هوایی در طول قطار می گردد. امروزه که شاهد گسترش خطوط قطارهای پرسرعت هستیم این موضوع اهمیت بیشتری پیدا می کند. زیرا در زمان عبور قطار از نزدیک سازه هایی نظیر تونل ها، پل ها و غیره جریان های صوتی ای اطراف قطار در تعامل با سازه به وجود می آید که این جریان ها، امواج فشاری تولید می کنند. این امواج می تواند اثرات زیانباری بر قطارها و تجهیزات مجاور خطوط داشته و ایمنی و سلامتی انسان هایی را که در مجاورت خطوط آهن قرار دارند به خطر بیندازد. در این مقاله بامطالعه و ارزیابی استانداردهای آیرودینامیک قطارها ضمن تاکید بر مسئله وزش بادهای عمود بر حرکت قطارها که به مراتب آثار سوء ایمنی در پی دارد ضمن شبیه سازی اثرات بادهای عرضی بر قطارهای پرسرعت عبوری با محدوده سرعت 160 تا 300 کیلومتر بر ساعت به پارامترهای تاثیرگذار بر ایمنی حرکت قطارپرداخته شده و راهکارهایی جهت حفظ ایمنی حرکت قطار بیان می گردد. لازم به ذکر است باد عمود بر حرکت قطار در سرعت های بالا می تواند آثار سوء ایمنی داشته باشد که در این مقاله آثار آن بررسی شده و ملاحظات فنی در این خصوص ارائه می گردد. در ایران، به دلیل نبودن قطارهای پرسرعت تاکنون مطالعه ای روی این موضوع صورت نپذیرفته است ولی در کشورهای دارای خطوط آهن پرسرعت روی موارد مشابه تحقیقات گسترده انجام گردیده و نیز در جریان است.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، قطارهای پرسرعت، باد عرضی، راهکار اصلاحی، خط تهران-اصفهان
    M. Mohebbi *, M. A. Rezvani, M. Dargazi
    Trains on the move create disturbances in the surrounding air that provides the flow over the entire length of the moving vehicles. With the ever-increasing speed of the trains, this issue has become more imperative. When a high-speed train passes near the structures such as the tunnels, bridges, etc. interaction between the moving train and the structures generates noise flow around the train that is in turn responsible for the creation of pressure waves. Such pressure waves can cause detrimental effects on the trains and the track wayside equipment and endanger safety and wellbeing of people that either live or work near the tracks. In this research, with the review and evaluation of the trains' aerodynamic standards the issue of the effects of the crosswinds on the running safety of the high-speed trains is studied. By simulating the effects of the crosswinds on the aerodynamic behavior of the high-speed trains in the speed range of 160-300 km/hr, some of the parameters that are vital for the train dynamic safety are considered. Also, some propositions for increasing the train running safety and improving its ride and dynamic behavior are suggested. When the flow of wind is perpendicular to the direction of the train travel, it can cause deterioration of the train travel safety. Such issues are investigated in this research and some practical technical remedies are offered. It needs to be reminded that the high-speed trains do not operate in Iran. Therefore, these types of studies have never been performed. However, within the countries that already have the high-speed train systems, such studies, in the past and present, are quite common.
    Keywords: Aerodynamic, High Speed Train, Crosswind, Corrective Solution, Tehran-Isfahan
  • روح الله بهروان، میراعلم مهدی*
    بررسی و تحلیل آیرودینامیکی خودرو با توجه به پیشرفت سریع صنعت خودروسازی در عصر حاضر، یکی از پارامترهای مهم در طراحی برای حضور در صحنه رقابتهای این صنعت می باشد. نیروهای آیرودینامیکی بزرگترین مانع برای رسیدن به سرعتهای بالا درهر وسیله نقلیه هستند. از این رو می توان آنها را مهمترین فاکتورهای طراحی آیرودینامیکی وسایل نقلیه به حساب آورد. تشکیل گردابه و در نتیجه افت فشار در قسمت عقب خودرو می تواند باعث افزایش نیروهای مقاوم آیرودینامیکی شود. این مقاله به بررسی چگونگی کاهش حجم گردابه ها در قسمت عقب یک مدل خودرو سدان با ایجاد تغییرات در هندسه آن پرداخته است. برای این منظور ابتدا با شبیه سازی سه بعدی جریان تراکم ناپذیر اطراف مدل احمد(که نتایج آزمایشگاهی برای آن موجود است) به روش دینامیک سیالات محاسباتی، مدل آشفتگی و نحوه شبکه بندی مناسب انتخاب شده است. سپس مقدار ضرایب آیرودینامیکی مربوط به یک مدل خودرو با اضافه کردن اسپویلر و ایجاد انحناء در سطوح جانبی آن بررسی شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که استفاده از شبکه لایه مرزی در اطراف مدل و تحلیل جریان به صورت ناپایا با استفاده از مدل آشفتگی DES-SSTK-ω، حجم گردابه ی تشکیل شده در عقب خودرو را نسبت به مدل K-ω-SST دقیق تر شبیه سازی می کند. همچنین استفاده ترکیبی از اسپویلر و انحنای سطوح جانبی بخاطر کاهش 26.3 درصدی نیروی پسای عقب و کاهش مقدار نیروی برآ تا 5.2 درصد نسبت به مدل خودرو ساده باعث کاهش مصرف سوخت و افزایش پایداری خودرو می شود.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، پسا، برآ، اسپویلر، بدنه احمد
    Roholla Behravan, Miralam Mahdi *
    In recent years, Aerodynamic analysis of automobiles became one of the most important parameters which affect the power of the companies to be present in world markets. Therefore, they can be considered as one of the most important factors in aerodynamic design of vehicles. The formation of the vortex and consequently the pressure drop in the rear of the vehicle can increase the aerodynamic forces.
    This paper investigates the methods for reduction of the vortices volume in the rear part of a sedan type vehicle by changing in geometry of the vehicles
    . For this purpose, firstly in order to choosing the appropriate turbulence model and 3D simulation of incompressible flow around the Ahmed model (which its experimental results are available) was simulated using computational fluid dynamics. Then, the values of aerodynamic coefficients of a car model were studied by adding spoiler and creating curvature at its lateral surfaces. The results of this study indicated that the vortex volume formed at the rear of the vehicle can be simulated more precisely by using the Boundary-layer mesh around the model and analyzing the flow using the DES-SSTK-ω turbulence model Relative to the model K-ω-SST. Additionally, simultaneously use of the spoiler and the curvature of the lateral surfaces reduce fuel consumption and increase the stability of the vehicle due to a 26.3 % reduction in rear drag coefficient and a 5.2 % reduction in the lift coefficient, with respect to the simple car model.
  • مجتبی هنرمند، محمدحسن جوارشکیان*
    در این پژوهش، جریان سیال حول یک بالواره با حرکت نوسان پیچشی در ناحیه وامانش دینامیکی توسط یک روش عددی شبیه سازی و تاثیر پارامترهای موثر بر نیروهای آیرودینامیکی بررسی شده است. در این شبیه سازی هندسه بالواره NACA0012 می باشد. جریان لزج، ناپایا و آشفته فرض شده و از شبکه متحرک استفاده شده است. معادلات اساسی بر اساس روش حجم کنترل گسسته و توسط الگوریتم PIMPLE با کد متن باز Open Foam حل شده است. عدد رینولدز این جریان 105 و مدل SST K-ω برای مدل سازی جریان آشفته استفاده شده است. ابتدا نتایج به دست آمده با داده های آزمایشگاهی مقایسه و اعتبارسنجی شده است. سپس اثر عدد رینولدز، فرکانس کاهیده، دامنه نوسان و ضخامت بالواره بر ضرایب آیرودینامیکی و محل وامانش دینامیکی در حرکت پیچشی مطالعه شده است. پارامترهای فوق بر روی ضریب برآی بیشینه، ضریب پسا، نسبت ضرایب آیرودینامیکی و محل وامانش دینامیکی تاثیر قابل ملاحظه ای دارند اما این پارامترها تاثیر قابل توجهی بر شیب منحنی ضریب برآ ندارند. از میان پارامترهای اشاره شده، مهم ترین پارامتری که روی نسبت ضریب برآ به ضریب پسای بیشینه، اثر دارد، ضخامت بالواره و مهم ترین پارامتری که در به تاخیر انداختن وامانش دینامیکی نقش دارد فرکانس کاهیده می باشد. همچنین نشان داده شد که مکان نقطه ی جدایش و بیشینه ی نیروهای آیرودینامیکی به الگوی جریان اطراف بالواره بستگی دارد.
    کلید واژگان: وامانش دینامیکی، حرکت پیچشی، آیرودینامیک، ناپایا، مدل آشفتگی SST K-ω
    M. Honarmand *, M. H. Djavareshkian
    In this research, fluid flow around a pitching airfoil in dynamic stall is simulated by numerical method and the most important impact of parameters on the aerodynamic forces are investigated. In this simulation, the geometry is NACA0012 airfoil. turbulent flow and dynamic grid was used. The basic equations are discretized based on the a control volume method and solved by the PIMPLE algorithm with an open source code, OpenFOAM. Reynolds number was 105 and SST K-ω model is used for modeling of turbulent flow. First, the results were compared and validated with experimental data. Then the effect of Reynolds number, reduced frequency, amplitude and airfoil thickness on the aerodynamic coefficients and dynamic stall location are investigated. The mentioned parameters on maximum lift coefficient, drag coefficient, the ratio of the aerodynamic coefficients and the dynamic stall have asignificant impact. However, these parameters dont have a significant impact on the slope of the lift coefficient curve. Among the above-mentioned parameters, the most important parameter that affects the ratio of the maximum lift to drag is the airfoil thickness and the most important parameter that plays a role in delaying the dynamic stall is reduced frequency. Also, the location of separation point and maximum aerodynamic forces depend on the flow pattern around airfoil.
    Keywords: Dynamic stall, Pitching motion, Aerodynamic, Unsteady, SSTk?? turbulence model
  • سید حسین ساداتی*
    در این مقاله سیستم تقویت کننده کنترل بر پایه ساختار وارون دینامیک و شبکه ی عصبی برای هواپیما با مانور پذیری بالا بیان می شود. سیستم کنترل پرواز عصبی استفاده شده، کنترل پرواز تطبیقی را بدون نیاز به جدول بندی بهره یا شناسایی سیستم فراهم می کند. شبکه ی عصبی همزمان جهت جبران خطای معکوس سازی ناشی از مدل سازی ناقص، تخمین معکوس یا تغییرات ناگهانی در دینامیک هواپیما استفاده می شود. قانون سازگاری وزنهای پایدار برای شبکه عصبی همزمان از طریق تئوری پایداری لیاپانوف به دست می آیند. در انتها، نتایج شبیه سازی با معادلات شش درجه آزادی غیرخطی برای مدل هواپیمای F-18 نشان داده شده است تا تاثیر عملکرد CAS پیشنهاد شده اثبات شود.
    کلید واژگان: شبکه ی عصبی، کنترل پرواز، کنترل تطبیقی، آیرودینامیک، وارون دینامیک، تئوری پایداری لیاپانوف
    S. H. Sadati*
    This paper presents a control augmentation system (CAS) based on the dynamic inversion (DI) and neural networks for a highly maneuverable aircraft. A neural flight control system is used to provide adaptive flight control, without requiring gain-scheduling or system identification. Neural networks on-line is used to compensate for inversion error which arise from imperfect modeling, approximate inversion, or sudden change in aircraft dynamics. A stable weights adjustment rule for the on-line neural network is derived by the Lyapunov stability theorem. Finally, nonlinear six-degree-of-freedom simulation results for an F-18 aircraft model are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed CAS.
    Keywords: Neural Networks, flight control, Adaptive Controller, aerodynamic, dynamic inversion, Lyapunov Stability Theory
  • امیر نجات*، حمیدرضا کاویانی
    در این مقاله یک روش بهینه سازی آیرودینامیکی سریع و کارآمد برای توربین های بادی کلاس مگاوات ارائه شده است. برای این منظور توربین بادی دبلیوپی-پایه با توان خروجی نامی 1.5 مگاوات به عنوان مورد آزمون استفاده می شود. در این تحقیق از روش بهینه سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. برای افزایش کارآیی و سرعت چرخه بهینه سازی مطالعه پارامتری بر روی روش بهینه سازی ازدحام ذرات انجام شده است. برای محدود کردن تعداد متغیرها از روش انتقال تابع کلاس/تابع شکل برای پارامتری نمودن هندسه پره استفاده شده و درجه مناسب چند جمله ای توابع شکل برای ایرفویل اس-818، اس-825 و اس-826 تعیین شده است. روش بهینه شده اندازه حرکت المان پره برای برآورد توان خروجی توربین باد در چرخه بهینه سازی استفاده می شود. بدین منظور ابتدا اعتبار این روش بوسیله مقایسه با داده های تجربی و داده های دینامیک سیالات محاسباتی توربین آ-او-سی مورد بررسی قرار می گیرد.
    داده های آیرودینامیکی مورد نیاز برای روش بهینه شده اندازه حرکت المان پره با استفاده از نرم افزار ایکس فویل بدست می آید. داده های خروجی نرم افزار ایکس فویل و دینامیک سیالات محاسباتی برای ضریب فشار ایرفویل با استفاده از داده های تجربی اعتبار سنجی شده است. زاویه پیچش، وتر و 3 نوع ایرفویل مورد استفاده برای تمام بخش های پره های توربین بهینه سازی شده است. بهینه سازی با استفاده از قیود واقع بینانه انجام شده است. عملکرد هندسه بهینه سازی شده نهایی از طریق معادلات حالت پایای تراکم ناپذیر ناویر-استوکس همراه با مدل آشفتگی انتقال تنش برشی شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که حدود 4 درصد افزایش توان برای توربین بدست آمده است.
    کلید واژگان: بهینه سازی، آیرودینامیک، الگوریتم ازدحام ذرات، توربین بادی محور افقی
    Amir Nejat *, Hamid Reza Kaviani
    This paper presents a fast and efficient aerodynamic optimization method for megawatt class wind turbines. For this purpose WP_Baseline 1.5 MW wind turbine is used as a test case. Modified particle swarm optimization (PSO) algorithm is used in this study. PSO parameteric studies are conducted, to increase both efficiency and speed of optimization cycle. Since in aerodynamic optimization, it is very desirable to limit the number of the variables, in this study geometric 'class function/shape function' transformation technique (CST) is used for blade geometry parameterization and the appropriate order of shape function polynomial is proposed for S818, S825 and S826 airfoils. Improved Blade Element Momentum (IBEM) theory is implemented for wind turbine power output estimation, validated with experimental and Computational Fluid Dynamic (CFD) data of AOC wind turbine. The aerodynamic data needed for IBEM is provided by XFoil software. XFoil output data for pressure coefficient and wall shear stress which are validated against experimental and CFD data, are applied as the aerodynamic input data for IBEM method.
    The twist, the chord and 3 types of airfoil for all sections of the turbine blade are optimized using IBEM method. Optimization is performed with realistic constraints to produce feasible geometry. The performance of the final optimized geometry is simulated via 3D steady incompressible Navier–Stokes equations coupled with Transition SST Model CFD simulation to predict the performance improvement. The results show about 4 percent power enhancement for WP_Baseline wind turbine.
    Keywords: Optimization, Aerodynamic, Particle Swarm Algorithm, Horizontal axis wind turbine
  • سجاد محمودی، محمدحسن جوارشکیان، محمدصادق توکلی جویباری
    در این تحقیق یک پره در جریان با رینولدزهای کم توسط روش های عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته و منحنی های مشخصه آن استخراج شده است. در روش تجربی، حالت استاتیکی توسط دستگاه اندازه گیری نیروی پیشران، در دورهای مختلف مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته و منحنی های مشخصه نیروی پیشران، توان مصرفی موتور، جریان و ولتاژ ثبت گردیده است. هم چنین با توجه به اهمیت حوزه جریان در اطراف پره، به طور عددی بررسی استاتیکی و دینامیکی شبیه سازی جریان عبوری از روی یک پره کوادرتور پرداخته شده و علاوه بر نتایج آیرودینامیکی روی پره، نتایج در حوزه حل نیز مورد تحلیل قرار گرفته است. در روش عددی، با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت بر مبنای حجم محدود با فرض جریان غیر قابل تراکم و لزج و استفاده از مدل آشفتگی شبیه سازی انجام شده است. در این تحقیق منحنی های مشخصه پره روتور توسط این دو روش استخراج شده اند و مقایسه نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی را نشان می دهد که صحت اندازه گیری و شبیه سازی عددی را تایید می نماید. با توجه به شبیه سازی حوزه جریان اطراف پره توسط روش عددی، فاصله تاثیرگذار جریان اطراف پره به منظور قرار گرفتن در ساختار یک کوادرتور مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، پره، کوادرتور، تحلیل جریان، پیشرانش، گردابه، تجربی
    Sajad Mahmodi, M.Hassan Djavareshkian, Mohammad Sadegh Tavakoli
    In this study, a low Reynolds flow around a blade is studied by experimental and numerical methods and characteristic curves are extracted. In the experimental static test, the results of thrust force, engine power, current and voltage in different speed for a rotor were recorded. Considering the importance of the flow field around the blade, the static and dynamic numerical simulations of the flow through a blade of Quadrotor are investigated. In addition to the blade aerodynamic results, the statistical of the computational domain are also analyzed. For the numerical simulation, a commercial software (Fluent) is used with the assumption of compressible viscous flow and turbulence model simulations. In this study, the characteristic curves of the rotor blade are extracted by the two mentioned methods. Comparison of numerical and experimental results show good agreement and confirm the accuracy of the measurement. According to the simulation of the flow field around the blade using the numerical method, the effective distance of the blades in order to find the optimum Quadrotor structure is studied.
    Keywords: experimantal, numerical, Aerodynamic, blade, quadrotor, propulsion
  • عباس خلقانی، محمدحسن جوارشکیان، محمود پسندیده فرد
    در این تحقیق، دینامیک پرواز نه هندسه از موشک هدایت شونده مافوق صوت، با دماغه انعطاف پذیرپیوسته، ارزیابی شده است. هندسه مورد بررسی، شامل دماغه اجایو مماسی با نوک کروی، بالک های پایدارکننده در انتها و بدنه استوانه ای است که بخش میانی بدنه، به شکل قوسی از دایره خمیده می شود. بدنه استوانه ای از سه بخش تشکیل شده است، بخش ثابت در مجاورت دماغه، بخش انعطاف پذیردر وسط و بدنه اصلی در مجاورت بالک ها قرار دارد. در این تحقیق اثر طول بخش های ثابت و انعطاف پذیربر دینامیک پرواز در سناریوهای موشک زمین به زمین و پدافند هوایی بررسی شده است. جهت حل معادلات کامل ناویر استوکس و تاثیر آشفتگی، از روش حجم محدود و مدل اغتشاشی بلدوین-لمکس استفاده شده است. یک کد 3 درجه آزادی برای محاسبه دینامیک پرواز دو بعدی موشک ها تولید شده است و منطق هدایت «تعقیب خالص» به عنوان زیربرنامه به کد افزوده شده است. مشاهده گردیده که هر چند با افزایش طول بخش ثابت و یا طول بخش انعطاف پذیرقدرت مانور افزایش می یابد ولی این امر می تواند در بعضی از سناریوهای پروازی منجر به افزایش زمان پرواز و خطای بیش تر در هدف زنی شود. انعطاف دماغه باعث خارج از محوری جرم و ایجاد گشتاور نیروی پیشران می شود. بررسی موشک زمین به زمین نشان می دهد که این گشتاور علاوه بر افزایش دقت برخورد، قابلیت جابجایی هدف را نیز افزایش می دهد. در موشک پدافندی با افزایش Fix یا Flex، محدوده زاویه شلیک مجاز افزایش می یابد ولی سنگین بودن دماغه و افزایش نقش گشتاور نیروی پیشران باعث می شود نقش هندسه دماغه کمرنگ شود.
    کلید واژگان: دماغه متحرک، بدنه انعطاف پذیر_ قدرت مانور، آیرودینامیک، دینامیک پرواز
    Abbas Khalghani, Mohammad Hassan Javareshkian, Mahmoud Pasandideh Fard
    The flight dynamics of nine configurations of supersonic continuous deflectable nose guided missiles have been investigated. The studied configurations consist of a spherical nose tip, a tangent ogive, a set of stabilizing tail fins and a cylindrical body that its mid-section is flexible to form an arc of a circle. So the cylindrical body consists of a fix part in vicinity of nose, middle flexible part and main body with stabilizers. The effects of fix length and flexible length parameters on the flight dynamics of surface to surface, antiaircraft and antimissile missiles have been studied. A code has been developed to solve full Navier-Stokes equations using finite volume and modified Baldwin-Lomax turbulence model. Further, a 3 degree of freedom code has been developed to compare planar flight dynamics of missiles. This code consists of a guidance subroutine based on pure persuit law. The results show that even increase of fixed and flexible lengths enhance the maneuverability of the missile, but in some scenarios this can lead to increased flight time and more errors in the target engagement. Deflected nose relocates mass center away from the axis and a thrust vector torque is created. Study of surface to surface scenario shows that this torque improves accuracy of targeting and the ability of target dislocation. In air defense missiles, increase of Fix and Flex variables, will extend the limits of allowable firing angle. However, a heavy nose increases the role of thrust torque and subsequently decreases the role of nose geometry.
    Keywords: Deflectable nose, Body flexure, Maneuverability, Aerodynamics, Flight dynamic
  • عباس خلقانی، محمدحسن جوارشکیان، محمود پسندیده فرد
    در این تحقیق، آیرودینامیک نه هندسه از موشک هدایت شونده مافوق صوت، با دماغه انعطاف پذیرپیوسته، بررسی شده و بهترین هندسه بر اساس قدرت مانور بیشتر از دو دیدگاه آیرودینامیک و دینامیک پرواز ارزیابی شده است. هندسه مورد بررسی، شامل دماغه اجایو مماسی با نوک کروی، بالک های پایدارکننده در انتها و بدنه استوانه ای است که بخش میانی بدنه، جهت تولید فرمان هدایتی، به شکل قوسی از دایره خمیده می شود. بدنه استوانه ای از سه بخش تشکیل شده است، بخش ثابت در مجاورت دماغه، بخش انعطاف پذیردر وسط و بدنه اصلی در مجاورت بالک ها قرار دارد. در این تحقیق اثر طول بخش ثابت و طول بخش انعطاف پذیربر آیرودینامیک و دینامیک پرواز بررسی شده است. جهت حل معادلات کامل ناویر استوکس و تاثیر آشفتگی، از روش حجم محدود و مدل اغتشاشی بلدوین-لمکس استفاده شده است. همچنین جهت حل همزمان جریان در اطراف بدنه و بالک ها، روش حل چند بلوکی بکار رفته است. یک کد 3 درجه آزادی نیز برای محاسبه دینامیک پرواز دو بعدی موشک ها تولید شده است. مشاهده گردیده است که با افزایش طول بخش ثابت و نیز افزایش طول بخش انعطاف پذیرقدرت مانور موشک افزایش می یابد ولی همزمان ضریب پسا نیز افزایش می یابد. ولی محاسبات دینامیک پرواز نشان می دهد افزایش ضریب پسا اثر تعیین کننده در قدرت مانور پروازی موشک نداشته است و قدرت مانور از دو نگاه آیرودینامیک و دینامیک پرواز بر یکدیگر منطبق است.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، دماغه متحرک، بدنه انعطاف پذیر_ قدرت مانور، دینامیک پرواز
    Abbas Khalghani, Mohammad Hassan Javareshkian, Mahmoud Pasndideh Fard
    The aerodynamic characteristics of nine configurations of supersonic continuous deflectable nose guided missiles have been investigated. Then the optimized geometry is achieved based on the maneuverability from aerodynamic and flight dynamic point of view. The studied configurations consists of a spherical nose tip, a tangent ogive, one set of stabilizing tail fins and a cylindrical body that its mid-section is flexible to form an arc of a circle. So the cylindrical body consists of a fix part in vicinity of nose, middle flexible part and main body with stabilizers. The effects of fix length and flexible length parameters on the aerodynamic and flight dynamics of guided missile have been studied. A code has been developed to solve full Navier-Stokes equations using finite volume and modified Baldwin-Lomax turbulence model. Multi-block technique is also used to solve main body and fin parts flow field. Further, a 3 degree of freedom code has been developed to compare planar flight dynamic of missiles. It is found that missiles with bigger lengths for fix and flexible parts show more aerodynamic maneuverability, but drag force grows concurrently. Flight dynamic analysis shows that drag effect is negligible and aerodynamic maneuverability analysis is compatible with flight maneuverability.
    Keywords: Aerodynamics, Deflectable nose, Body flexure, Maneuverability, Flight dynamic
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال