بررسي عددي و تجربي آيروديناميك پرۀ كوادرتور در جريان با رينولدزهاي كم

Numerical and Experimental Investigation of Aerodynamic of Quadrotor Blades in low Reynolds

در این تحقیق یك پره در جریان با رینولدزهای كم توسط روش¬های عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته و منحنی¬های مشخصۀ آن استخراج شده است. در روش تجربی، حالت استاتیكی توسط دستگاه اندازه¬گیری نیروی پیشران، در دورهای مختلف مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته و منحنی¬های مشخصه نیروی پیشران، توان مصرفی موتور، جریان و ولتاژ ثبت گردیده است. هم‌چنین با توجه به اهمیت حوزۀ جریان در اطراف پره، به¬طور عددی بررسی استاتیكی و دینامیكی شبیه¬سازی جریان عبوری از روی یك پرۀ كوادرتور پرداخته شده و علاوه بر نتایج آیرودینامیكی روی پره، نتایج در حوزۀ حل نیز مورد تحلیل قرار گرفته است. در روش عددی، با استفاده از نرم¬افزار تجاری فلوئنت بر مبنای حجم محدود با فرض جریان غیر قابل تراكم و لزج و استفاده از مدل آشفتگی شبیه¬سازی انجام شده است. در این تحقیق منحنی¬های مشخصۀ پرۀ روتور توسط این دو روش استخراج شده‌اند و مقایسۀ نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی را نشان می‌دهد كه صحت اندازه¬گیری و شبیه¬سازی عددی را تأیید می¬نماید. با توجه به شبیه¬سازی حوزۀ جریان اطراف پره توسط روش عددی، فاصلۀ تأثیرگذار جریان اطراف پره به‌منظور قرار گرفتن در ساختار یك كوادرتور مورد بررسی قرار گرفته است.

In this study, a low Reynolds flow around a blade is studied by experimental and numerical methods and characteristic curves are extracted. In the experimental static test, the results of thrust force, engine power, current and voltage in different speed for a rotor were recorded. Considering the importance of the flow field around the blade, the static and dynamic numerical simulations of the flow through a blade of Quadrotor are investigated. In addition to the blade aerodynamic results, the statistical of the computational domain are also analyzed. For the numerical simulation, a commercial software (Fluent) is used with the assumption of compressible viscous flow and turbulence model simulations. In this study, the characteristic curves of the rotor blade are extracted by the two mentioned methods. Comparison of numerical and experimental results show good agreement and confirm the accuracy of the measurement. According to the simulation of the flow field around the blade using the numerical method, the effective distance of the blades in order to find the optimum Quadrotor structure is studied.