تحليل تجربي كاهش نيروي پسا حول يك جسم احمد با استفاده از عملگر پلاسمايي

Experimental Study of Flow Control over an Ahmed Body Using Plasma Actuator

در پژوهش‌هاي آيروديناميك خودرو، جسم احمد يك مدل استاندارد از انواع وسايل نقليه جاده‌اي است كه جريان‌هاي بازگشتي در انتهاي آن سهم عمده‌اي در نيروي پسا وارد بر مدل دارد. در اين مقاله تأثير عملگر پلاسمايي در كنترل جريان حول يك جسم احمد با زاويه سطح شيب‌دار پشتي °25 در سرعت‌ جريان آزاد 10 متر بر ثانيه مورد تحليل تجربي قرارگرفته است. با نصب عملگر پلاسما بر روي لبه ابتدايي سطح شيب‌دار پشت مدل، در حالت‌هاي تحريك پايا و ناپايا، به‌ وسيله دستگاه مبدل فشار توزيع فشار بر روي سطوح شيب‌دار و عمودي پشت مدل بدست آمد. سپس با استفاده از لودسل نيروي پسا اندازه‌گيري و در نهايت با تزريق دود جريان عبوري از ناحيه انتهاي مدل مرئي سازي گرديد. نتايج حاصل از توزيع فشار و مرئي سازي نشان داد با اعمال تحريك پلاسما لايه برشي جداشده از روي لبه سطح شيب‌دار پشتي به سطح نزديك شده و متعاقباً ناحيه گردابه پشت مدل كوچك مي‌شود. در حالت تحريك ‌پايا تغييرات الگوي جريان محسوس تر بوده و ميزان كاهش نيروي پسا حدود 7.3% است، درحالي‌كه اين ميزان در حالت تحريك ناپايا حدود 5% است.

Various studies on cars aerodynamics focusing on the Ahmed body model as a standard and simplified shape of a road vehicle have been carried out in recent years. In this paper plasma actuator as an active flow control method has been employed to control flow around the rear part of an Ahmed body with the rear slant angle of 25°. Experiments performed in a wind tunnel in free stream velocity of U=10m/s using steady and unsteady plasma actuator excitations. Pressure distribution on the rear part was measured by 52 sensors, and also total drag force was extracted by a load cell. More over smoke flow visualization was carried out to determine the flow pattern around the body. The results showed that employing plasma actuator not only has an effective influence on pressure distribution on the rear slant surface, but also reduces total drag force in steady and unsteady excitations 7.3% and 5%, respectively. As a result, based on flow visualization and pressure distribution tests, plasma actuator in steady state actuation, could distract D-shape vortices and suppress the separated flow over the rear slant.