تاثير دمش و مكش بر ضرايب برآ و پساي جريان‌‌هاي تراكم‌ناپذير لزج عبوري از هيدروفويل ‌ها به‌كمك روش پيش‌شرط تواني

Blowing and suction effect on drag and lift coefficients for viscous incompressible flows over hydrofoils by power-law preconditioning method

تاثير لايه‌ مرزي و جدايش موضعي آن بر ضريب برآ و پسا، به‌ويژه در تحليل رفتار هيدروديناميكي هيدروفويل‌‌ها يكي از موضوعات مورد علاقه‌ محققان علم مكانيك سيالات به‌ شمار مي‌‌آيد. در اين ميان روش‌‌هاي كنترل لايه‌ مرزي جهت افزايش ضريب برآ و كاهش ضريب پسا، بسيار رايج هستند. مطالعه‌ آيروديناميك جريان‌ هاي با اعداد رينولدز پايين به دليل كاربردهاي خاص نظير وسايل بدون سرنشين، ربات ‌ها و كاوشگرهاي زيرسطحي در ابعاد بسيار كوچك مورد توجه است. به همين دليل در اين تحقيق، اثر دمش و مكش سيال از سطح فوقاني هيدروفويل‌ها بر كنترل جريان، ضريب برآ و پسا در جريان با اعداد رينولدز 500 و 2000 بررسي شده است. روش عددي حجم محدود جيمسون و روش پيش‌شرط‌ سازي تواني براي تحليل جريان ‌هاي ‌لزج تراكم‌ ناپذير ارايه شده است. جهت كنترل لايه‌ي مرزي يك جت دمش (مكش) با پهناي 5/2 % طول وتر در سطح فوقاني هيدروفويل قرار داده و نتايج براي كميت ‌هاي مختلف دمش (مكش) معرفي شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي ‌دهد كه دمش دور از لبه‌ حمله با زاويه‌ دمش كمتر و مكش عمود بر سطح دور از لبه‌ حمله، ضريب برآ را افزايش مي ‌دهد. همچنين دمش با نسبت سرعت كمتر و مكش با نسبت سرعت بيشتر، تاثير بهتري بر افزايش ضريب برآ دارد.

Effect of boundary layer and its local separation on lift and drag coefficients, especially in the analysis of hydrodynamic behavior of hydrofoils is considered as an interesting subject for fluid mechanics researchers. Boundary layer control methods to increase the lift coefficient and reduce the drag coefficient, are very common. Aerodynamic study of flows at low Reynolds to special applications such as micro unmanned underwater vehicles, underwater robots and explorers are interested. For this reason in this study, the effect of fluid blowing and suction through upper surface of hydrofoils on flow control, lift and drag coefficients for flow under Re =500 and Re=2000 are investigated. Jameson’s finite volume method and power-law preconditioning method for analyzing viscous incompressible flows are presented. To control the boundary layer a jet with a width of 2.5% of chord length is placed on hydrofoil’s upper surface and results for different blowing (suction) parameters are introduced. Results show that, blowing far from leading edge at low blowing angel and perpendicular suction far from leading edge increase the lift coefficient. Also blowing with law velocity ratio and suction with large velocity ratio, has the better impact on increasing lift coefficient.