بررسي اثر نصب بالچه متحرك در ديسك گذردهي هواي انتهاي چتر فرود

Investigation of the effects of flapping fin on a supersonic parachute performance

در اين پژوهش با اعمال تحريك اجباري در ميدان سيال، اثرات استفاده از ابزارهاي كنترلي جديد بر رفتار چتر فرود و ميزان كارايي آن مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. مدل‌سازي انجام شده با نرم‌افزار تجاري فلوئنت شبيه‌سازي و تحليل شده‌است. ابتدا هندسه‌ي كلي پيشنهاد مي‌گردد. اين شبيه‌سازي‌ها در مورد تأثير اين تحريك بر رفتار جريان، كارايي چتر، نقاط پرفشار چتر اطلاعات مهمي را در اختيار قرار مي‌دهد و نقطه‌ي آغازي بر مطالعات چتر فرود در حوزه‌ي دانشي اندركنش سازه‌-سيال است. براي ساده سازي روند حل در مسئله از فرض تقارن محوري و هم‌چنين صلب بودن ديواره چتر استفاده شده‌است. با توجه به دامنه‌ي حركت زياد بالچه نسبت به سلول‌هاي مجاورشان در مسئله‌ي پيش‌رو و اهميت كيفيت شبكه در مجاورت مرز جامد، از روش هموارسازي فنر-پايه به همراه توليد مجدد شبكه‌ي محلي و ناحيه‌اي استفاده شده تا كيفيت شبكه براي ثبت لايه‌ي مرزي و گردابه‌اي ايجاد شده در سطح جامد مناسب باشد. در اين پژوهش نشان داده شده‌است كه استفاده از هندسه‌هاي قوس كروي در برابر هندسه‌هاي سهموي و قطاع دايره‌اي داراي مزيت است. ايجاد تحريك در ديسك گذردهي انتهاي چتر فرود باعث مي‌شود كه ضريب پساي كلي به‌شدت افزايش يابد و تا حدود دو برابر بزرگ شود. ميدان جريان باوجود تحريكات در يك منطقه‌ي بزرگ دچار افت فشار كل مي‌گردد؛ درصورتي‌كه اين تحريكات وجود نداشته باشد اين ناحيه بسيار كوچك‌تر خواهد بود.

In this paper, the effect of new control tools on the behavior of the parachute and its performance is studied by applying a compulsive stimulus in flow field. Modeling simulation and analysis are performed with Ansys Fluent. A general geometry is proposed and simulations are carried out to indicate the effect of those stimuli on the flow behavior, parachute performance and high pressure areas on parachute. For simplicity, the assumptions of axisymmetric and rigid wall of the parachute are used. Due to the large range of motion of fins compared to adjacent cells and also the importance of quality of mesh in the vicinity of the solid boundary, spring-based smoothing method for local and area remeshing is employed. In this way, the mesh quality for presenting the boundary layer and vortex generated in the solid surface are enhanced. The results illustrated that using spherical arch geometries versus circular sector or parabolic geometries leads to some advantages. Permittivity of disk at the end of the parachute has been triggered to increase the general drag coefficient dramatically up to around two times larger. Despite the existence of stimulation on a large area, flow field experiences a total pressure drop. On the other hand, if the stimulus does not exist the area is much smaller.