بررسي تاثير يخ‌زدگي بر ايروديناميك و ايروآكوستيك ايرفويل

يخ‌زدگي مساله‌اي متداول در توربين‌هاي بادي، دمنده‌ها و وسايل نقليه پروازي مي‌باشد. اين پديده تاثير زيادي بر كاهش عملكرد ايروديناميكي، افزايش آلودگي صوتي و اعمال بار اضافي بر روي سازه دارد. در اين مقاله تاثير يخ‌زدگي بر عملكرد ايروديناميكي و ايروآكوستيكي ايرفويل ناكا-0012 مورد مطالعه قرار گرفته ‌است. براي حل ايروديناميكي از معادلات گذرا و سه‌بعدي ناوير-استوكس استفاده شده است. محاسبه صوت با استفاده از معادلات فاكس-ويليام و هاوكينز صورت گرفته است. شبيه‌سازي گردابه‌ها با استفاده از روش LES و مدل مقياس زير شبكه WALE انجام شده است. ابتدا تمامي روش‌هاي محاسباتي با استفاده از داده‌هاي تجربي اعتبارسنجي شده‌اند. سپس اثر يخ‌زدگي بر عملكرد ايرفويل مطالعه شده است. گردابه‌هاي جريان مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و مكانيسم‌هاي توليد صوت منطبق بر اين گردابه‌ها شناسايي شده‌اند. نتايج نشان مي‌دهد كه يخ‌زدگي باعث كاهش نيروي برآ به مقدار 9/7 درصد و افزايش 3/8 برابري نيروي پسا مي‌شود. در بازه‌ حداكثر حساسيت شنوايي انسان (يك تا پنج كيلوهرتز) مقدار متوسط افزايش صوت نيز در حدود 9 دسي‌بل مي‌باشد كه از نظر آلودگي صوتي مقدار قابل توجهي است. افزايش صوت ناشي‌از يخ‌زدگي مي‌تواند براي شناسايي و مقابله سريع‌‌تر با اين پديده و كاهش خطرات ناشي از آن مورد استفاده قرار گيرد.