بررسی عددی تغییرات الگوی جریان روی بال مثلثی 60 درجه از مادون صوت تا ماوراء صوت

جریان های پایا روی یک بال مثلثی با زاویه پسگرایی 60 درجه و لبه حمله تیز، در رژیم های صوتی مختلف، به روش عددی بررسی شده اند. در تحلیل عددی با استفاده از نرم افزار Fluent، از شبکه بی سازمان، روش بالادست رو مرتبه دوم، مدل آشفتگی k-ω SST، حل ضمنی و پردازش موازی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی عددی الگوی جریان نشان می دهد که گردابه لبه حمله با یا بدون حضور جدایش ثانویه روی سطح بالایی بال مثلثی تشکیل می شود. این گردابه با افزایش عدد ماخ به سطح بال نزدیک تر و تدریجا کشیده تر می گردد. در اعداد ماخ بیش از 2، لبه حمله بال مافوق صوت شده و موج انبساطی منتشرشده از لبه حمله به جریان شتاب می دهد. در این حالت، امواج ضربه ای روی بال تشکیل می شود که با گردابه برهم کنش دارند. با افزایش عدد ماخ تا محدوده ماوراءصوت، موج ضربه ای بالای گردابه اولیه از بین رفته و قدرت و اندازه گردابه بر اثر انبساط شدید جریان روی سطح بالایی بال کاهش می یابد. اثر عدد ماخ بر محل مرکز گردابه، ضریب برآ، توزیع فشار سطحی و محل انفجار گردابه بررسی شده است. افزایش عدد ماخ سبب می شود ضرایب آیرودینامیکی در محدوده مادون صوت افزایش و در محدوده مافوق صوت کاهش یابند. همچنین محل انفجار گردابه به سمت پایین دست حرکت می کند و محل هسته گردابه تا ماخ 3 به سمت بال نزدیک و در ماخ های بالاتر از آن دور می شود.