بررسي اثر نوسانات پيچشي دم بر ضريب برآي ايرفويل NACA0015 در زواياي حمله پايين

Investigation of trailing edge flapping on lift coefficient of NACA0015 airfoil in low angles of attack

در كار حاضر هدف بررسي اثر نوسانات پيچشي ناپاياي دم ايرفويل بر روي نيروي برآي توليدي در ايرفويل‌هاي ثابت در زواياي حمله مختلف مي‌باشد. به اين منظور جريان دو بعدي، ناپايا و تراكم پذير حول ايرفويل ثابت تحت زواياي حمله مختلف با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي شبكه درشت به كمك شبكه ديناميكي فنري تحليل مي‌شود. در اين روش معادلات اويلر به كمك شبكه درشت و شرط مرزي عدم لغزش و اعمال روش تسخير گردابه حل مي‌شوند. ابتدا جهت اعتبارسنجي كد بدون در نظر گرفتن نوسان دم، ايرفويل ثابت در زواياي حمله مختلف و همچنين تحت نوسان پيچشي مدل شده و نتايج بدست آمده با نتايج تجربي مقايسه مي‌شود. همچنين به صورت شبه پايا نتايج اين روش با نتايج حل لزج معادلات ناوير- استوكس با مدل آشفتگي اسپالارت- آلمارس مقايسه مي‌شود. سپس با اضافه كردن نوسانات پيچشي ناپاياي دم، اثر تغيير پارامترهاي ناپايا از جمله دامنه، فركانس نوسانات و مكان شكستگي دم بر روي ضرايب آيروديناميكي ايرفويل ثابت تحت زواياي حمله مختلف پايين بررسي مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه در يك زاويه حمله مشخص و پايين، اضافه كردن نوسانات پيچشي دم با دامنه و فركانس نوسان بالا مي‌تواند موجب افزايش ضريب برآ نسبت به حالت بدون نوسان دم مي‌شود.

The purpose of this paper is to investigate the effect of unsteady trailing edge flapping on lift generation for fixed airfoils at low angles of attack. To do this, a 2D unsteady compressible flow around a fixed airfoil is analyzed at different angles of incidence by means of Coarse Grid CFD (CGCFD) method with spring dynamic network. In this method Euler system of equation is solved with coarse Grid and no slip boundary condition using vorticity confinement technique. At first for code validation, the results of fixed airfoil at different angles of attack and also pitching airfoil are compared with experiments. Further, the CGCFD consequences are compared with the results of RANS with SA turbulent model in the quasi steady case. Then trailing edge flapping (TEF) is added to the fixed airfoil at low angles of attack. The effects of unsteady parameters such as the amplitude and the frequency of TEF are investigated at different low angles of attack. The results show that in a specific low angle of attack, adding TEF results in increasing the lift coefficient comparing with the fixed airfoil without TEF.