به كارگيري عملگر فعال دمشي پايا و جت مصنوعي ناپايا در كنترل جدايي و واماندگي جريان روي بالواره

Implementation of Continuous Blowing and Synthetic Jet Actuators to Control the Flow Separation over a Fully Stalled Airfoil

عملگرهاي كنترل فعال جريان به شكل دمش پايا و جت مصنوعي براي بهبود شرايط جريان روي بالواره داراي واماندگي استاتيكي مورد استفاده قرار گرفتند. بهينه ‌سازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك كوپل شده با شبكه عصبي براي يافتن نقطه بهينه عملكردي اين دو نوع عملگر كه به صورت مماس بر سطح بر روي بالواره با زاويه حمله 16 درجه و عدد رينولدز جريان بر اساس وتر بال برابر 60،000 قرار داده شده‌اند، صورت داده شد. مكان جايگذاري عملگر، عرض/ قطر دهانه خروجي عملگر، انرژي تزريقي به ميدان جريان بوسيله عملگر و نيز فركانس تحريك آن به عنوان متغيرهاي اصلي بهينه‌سازي در نظر گرفته شدند. نتايج بدست آمده بهبود چشگميري را در مقادير مربوط به ضرايب برآ، پسا و كارايي بالواره با بهره‌گيري از هر دو عملگر كنترل كننده جريان نشان مي‌داد. اين بهبود با كاهش چشمگير و حتي حذف كل ناحيه جدايي شكل گرفته روي بالواره همراه بود و پساي فشاري را بطور چشمگيري كاهش داده و افزايش ضريب برآ و كارايي كلي بالواره را در پي داشت. از سويي ديگر ديده شد كه تحريك ناپايا ميدان جريان با استفاده از جت مصنوعي ضمن كاهش مقدار مومنتوم تزريقي، بهبود بيشتري را در ضرايب آيروديناميكي كارايي و پساي بالواره به همراه دارد. همچنين خصوصيات ميدان با حضور اين دو عملگر فعال جريان بررسي و با حالت بدون كنترل مقايسه شد.

Continuous blowing and synthetic jet actuators were implemented to investigate their effects on a fully stalled airfoil. An opening tangential to the boundary layer configuration was installed over the suction surface of the Selig-Donovan airfoil at the angle of attack of 16° and Reynolds number of 60,000. An optimization analysis was carried out to look for the optimum operational design point. Genetic algorithm, artificial neural network, and computational fluid dynamic simulations were combined to perform the optimization. Inserting location, opening diameter, velocity amplitude, and synthetic jet frequency were considered as design variables. Results indicated a significant improvement in aerodynamic characteristics, performance, and lift and drag coefficients. Using unsteady actuation caused a better improvement in aerodynamic characteristics compared to the steady case and also led to a remarkable reduction in the applied momentum coefficient. Contours of different flow field parameters were depicted for both cases and their similarities and dissimilarities were identified. Moreover, the synthetic jet actuator displayed a lower increase in the friction coefficient than the continuous blowing actuator. Therefore, it showed a higher performance improvement in comparison with the continuous blowing jet.