آيروالاستيك حول يك ايرفويل زبر در جريان گذرصوتي آشفته ناپايا

Aeroelastic Around Rough Airfoil During Turbulent Unsteady Transonic Flow

در اين پژوهش، اثر زبري و سختي بر آيروالاستيك يك ايرفويل نوساني در جريان آشفته گذرصوتي ناپايا مورد بررسي شده است. در اين تحقيق، براي حل معادلات ناويراستوكس، از روش حجم محدود براي گسسته سازي برمبناي الگوريتم فشار مبنا، اسكيم مرتبه بالا براي محاسبه ترم جابجاي و مدل توربولانسي كي-اپسلون استفاده شده است. براي اين منظور ، رفتار سيال و سازه در هر گام زماني جداگانه حل مي‌شود و تأثير هر يك بر روي ديگري در نظر گرفته مي‌شود. در اين شبيه سازي دوبعدي براي محاسبه ترم‌هاي جابجايي از اسكيم مرتبه بالايي بر مبناي متغيرهاي بي بعد شده و براي شبيه سازي ايرفويل نوساني، از تكنيك بردار سرعت ورودي نوساني استفاده شده است. معادلات حركت دوبعدي، از تركيب معادلات لاگرانژي سازه با معادلات آيروديناميكي بدست مي‌آيند. نتايج اعتبارسنجي تطابق خوبي را نشان مي‌دهد. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه قدرت موج ضربه اي در ايرفويل با سطح زبر ضعيف تر شده، موج ضربه اي به سمت لبه فرا حركت كرده و نوسانات ايرفويل كاهش مي يابد. همچنين با افزايش سختي سازه‌اي، ميرايي نوسانات افزايش و پسا كاهش مي يابد.

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 𝜿𝜿-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 𝜿𝜿-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.