بررسي اثر اعمال دمش در سيلندر بر كاهش نويز ناشي از جريان در يك سيلندر- ايرفويل

Effect of blowing on flow-induced noise reduction in a rod-airfoil

در مقاله حاضر به بررسي اثر اعمال دمش در سيلندر بر ساختار جريان و نويز ناشي از آن در يك سيلندر ايرفويل پرداخته شده است. بدين منظورشبيه‌سازي جريان حول سيلندر-ايرفويل با استفاده از معادلات ناپاياي ناوير استوكس متوسط‌گيري‌شده به روش رينولدز و با بكارگيري مدل توربولانسي k-ω-SST انجام شده است. از آنالوژي فوكس ويليامز- هاوكينگز براي پيش‌بيني نويز ناشي از جريان استفاده گرديده است. از آنجا كه انتشار دوره‌اي گردابه و برخورد آن بر لبه حمله ايرفويل از جمله مكانيز‌‌هاي اصلي توليد نويز مي‌باشد، كاهش اين اثرات مي‌تواند باعث كاهش انتشار آكوستيك گردد. بنابراين در تحقيق حاضر، براي كنترل جريان و كاهش نويز از روش كنترلي فعال دمش در سيلندر با نرخ‌هاي جريان مختلف در سيلندر استفاده گرديده است به نحوي كه شدت دمش ( ) (يعني نسبت سرعت دمش به سرعت جريان آزاد ورودي) از 0/1 تا 0/5 متغير است. نتايج نشان مي‌دهند كه افزايش شدت دمش از 0 تا 0/5 (0/5-0I=) موجب كاهش نويز دريافتي از سيلندر به ميزان 90٪ و كاهش نويز ايرفويل و سيلندر- ايرفويل به ميزان 64٪ مي‌گردد. بررسي ساختار جريان حكايت از آن دارد كه با اعمال دمش گردابه‌هاي تشكيل‌شده در ناحيه دنباله سيلندر تضعيف گرديده و نوسانات فشار سطح كاهش مي‌يابد كه اين امر به كاهش نويز آيروديناميكي منجر مي‌گردد. بعلاوه با اعمال دمش نيروي برآ ايرفويل افزايش و نيروي پساسيلندر كاهش يافته ‌است كه از نظر آيروديناميكي مطلوب است.

In this paper, the effect of blowing in a rod on the flow structure and its noise in a rod-airfoil is investigated. To this aim, the simulation of the flow around the rod-airfoil was performed using URANS equations and employing k-ω-SST turbulence model. The prediction of the flow-induced noise is performed using F-WH analogy. Since Vortex's periodic production is the main cause of the noise mechanism, by reducing its effect on the airfoil leading edge, the acoustic propagation reduces as well. In the present study, in order to control flow and reduce noise, the blowing active control in the rod has been used. The intensity of the blowing that is the ratio of blowing velocity to the inlet freestream flow, is chosen between 0.1 and 0.5. The results showed that increasing the blowing intensity to 0.5 reduces the noise emitted from the rod by 90% and the airfoil and rod-airfoil by 64%. In addition, by applying blowing, the lift force is increased and the drag force of the rod is reduced, which is aerodynamically favorable. In addition, the vortex shedding frequency decreases when blowing applied.