بررسی، شبیه سازی و اعمال اثرات مقیاس هندسی در تخمین و محاسبات ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل NACA 0012 از مقیاس تونل باد به ابعاد واقعی

بررسی و مطالعه اثرات مقیاس مدل بر تست های آیرودینامیکی مدل مقیاس به منظور تعمیم آن به مقیاس واقعی، با توجه به تاثیر مستقیم بر عملکرد سیستم پروازی، بسیار حایز اهمیت است. هدف پژوهش حاضر مطالعه و شبیه سازی CFD مدل های مقیاس آیرودینامیکی ایرفویل NACA 0012 باهدف استخراج اثرات تغییرات مقیاس هندسی و ارایه متدولوژی اعمال این اثرات بر عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل است. از نرم افزار تجاری Ansys Fluent 2019 R3 به منظور شبیه سازی های CFD و مطالعه اثرات مقیاس بر عملکرد استفاده شده است. 16 سناریو مقیاس شامل تغییر عدد رینولدز و زوایای حمله با فرض عدد ماخ ثابت 0/256 است. طول کورد ایرفویل 50 سانتی متر (رینولدز 3 میلیون) به عنوان مدل مبنا در شبیه سازی ها در نظر گرفته شده است. میزان انحراف نتایج صحت سنجی شده برای ضرایب پسا و برآ به ترتیب 11 و 1 درصد است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در زاویه حمله 10 درجه، افزایش 2 برابری طول ایرفویل (رشد رینولدز از 3 تا 6 میلیون) منجر به کاهش 7/92 درصدی در ضریب پسا، افزایش 1/25 درصدی در ضریب برآ و کاهش 18/30 درصدی در ضریب ممان پیچشی می شود. نصف شدن طول ایرفویل در زاویه حمله 15 درجه، افزایش 16/29، کاهش 3/49 و افزایش 9/22 درصدی مقادیر ضرایب پسا، برآ و ممان پیچشی را به دنبال دارد. از دستاوردهای مهم پژوهش حاضر معرفی و ارایه روابط و همبستگی هایی برای پارامترهای عملکردی آیرودینامیکی ضرایب پسا، برآ و ممان پیچشی برای هر یک از سناریوها برمبنای نتایج شبیه سازی ها است.