بررسي پارامترهاي تأثيرگذار حل عددي در محاسبه ضريب ميرايي چرخش

Investigating the Effective Numerical Solution Parameters in Calculating the Roll Damping Coefficient

به‌دست آوردن ضرايب آيروديناميكي و مشتقات كنترل و پايداري نقش مهمي را در طراحي وسايل پرنده ايفا مي‌نمايد. بيشترين كاربرد اين ضرايب در شبيه‌سازي مسير پروازي و تعيين تغييرات سرعت دوراني راكت و طراحي سيستم هدايت و كنترل پرنده‌هاي هدايت‌شونده مي‌باشد. در اين مقاله، به نحوة محاسبة ضريب دمپينگ چرخش مدل استاندارد بِيسيك فينِر در ماخ‌ها و زواياي حملة مختلف با استفاده از روش عددي شبكه سرشي پرداخته شده است. همچنين، اثر پارامترهاي تأثير گذار مانند دامنه و دورة تناوب (فركانس) نوسان، گام زماني حل عددي و تعداد تكرار در هر گام زماني براي تعيين ضرايب ميرايي گشتاور چرخش بررسي شده است. مدل‌سازي و شبكه‌بندي هندسه توسط نرم افزار آي سي اِم سي‌اف‌دي و تحليل جريان به‌وسيلة نرم‌افزار انسيس فلوئنت انجام شده است. در اين شبيه‌سازي از معادلات جريان اويلر، تراكم‌پذير و ناپايا استفاده و براي حل عددي از روش حجم محدود و حل‌كنندة بر مبناي چگالي با فرمول‌بندي صريح و دقت مرتبة اول بهره گرفته شده است. براي ارزيابي صحت نتايج حاصل از روش عددي، مقايسه‌اي با داده‌هاي تست تجربي و كد مهندسي MD صورت گرفته است كه نشان مي‌دهد، نتايج به‌دست آمده از دقت خوبي نسبت به داده‌هاي تجربي برخوردار است.

Determining aerodynamic coefficients and control and stability derivatives play an important role in the development of flight vehicles. In this paper, roll damping coefficient of BASIC FINNER standard model is determined at different attack angles and with various Mach numbers using numerical Sliding Mesh method. Also, the impact of the effective parameters such as amplitude and frequency of oscillation, time step and number of iteration in each step in numerical solution are investigated to determine the roll damping coefficients. Geometry modeling and grid generation and the flow analysis are done by ANSYS CFX and ANSYS FLUENT software, respectively. In this simulation, Euler’s flow equations, compressible and unsteady flow, finite volume method and density based solver with explicit formulation and first-order accuracy for a numerical solution are used. To evaluate the results of a numerical study, a comparison is made between the experimental data and MD results, indicating that the results have a good accuracy.