بررسي تجربي ميدان جريان روي ايرفويل بلانت در رينولدز بسيار كم

Experimental study of flow field on the blunt airfoil at very low Reynolds number

در اين مقاله براي بررسي اثر تغيير هندسي در ايرفويل، ميدان جريان روي يك ايرفويل بلانت به‌صورت تجربي مطالعه شده است. بدين منظور از سيستم اندازه‌گيري PIV مبتني بر ساختارهاي لحظه‌اي جريان استفاده شده است تا امكان مشاهده و بررسي دو بعدي جريان حول ايرفويل در لحظات مختلف فراهم شود. اين مطالعه براي جريان با اعداد رينولدز بسيار كم (كوچك‌تر از 4500) انجام شده است. اين رژيم جريان بسيار نزديك به رژيم حاكم در شرايط پروازي هواپيماهاي بدون سرنشين در مقياس ميكرو است. به منظور اعتبار سنجي روش به‌كار برده شده، جريان حول استوانه مورد بررسي قرار گرفته است و در ادامه ميدان‌هاي سرعت لحظه‌اي و سرعت متوسط، خطوط جريان و ميدان ورتيسيتي متوسط حول ايرفويل‌هاي ساده و بلانت به‌دست آمده است. نتايج نشان مي‌دهند كه تفاوت‌هايي در ساختارهاي گردابه‌اي و ابعاد ناحيه جدايش براي ايرفويل با بلانت نسبت به ايرفويل ساده وجود دارند، همچنين جدايش جريان در هر دو حالت ايرفويل ساده و ايرفويل داراي بلانت در زاويه حمله 5 درجه رخ داده است، همچنين تشكيل گردابه‌ها در ناحيه جدايش و موقعيت آن‌ها و نحوه چرخش آن‌ها در زمان‌هاي مختلف مورد بحث و بررسي قرار گرفته است.

This article investigates experimental study of the flow field on a blunt airfoil to determine effects of changes in geometry of airfoils. For this purpose, PIV technique based on instantaneous flow structures is used in order to view two dimensional investigation of flow field around unmodified and blunt airfoil at different times. This study is performed on flows at very low Reynolds number (Reynolds number lower than 4500). This flow regime is very similar to dominant condition on micro air vehicles (MAVs). In order to validate the method used in this study, flow field around cylinder is considered and subsequently, instantaneous and mean velocities fields, streamlines and mean vortices field around unmodified and blunt airfoils are obtained. The results show that there are prominent differences on the structure of wake around airfoils and sizes of separation region for blunt and simple airfoils. Meanwhile separation of the flow for both blunt and simple airfoils at this very low Reynolds number occurs at angle of attack 5 (at low angle of attack). Also, generation of vortex at wake region and their position and circulation at different times are discussed.