دانلود با فرمت ورد قابل ویرایش به همراه تصاویر
تحلیل جریانهای گردابی روی بالهای دلتای پهن
چکیده
آنچه در این مقاله گرد آوری شده است نتایج تحقیقات متعددی روی بالهای دلتا و بخصوص بالهای دلتای پهن است. هدف این مقاله تشریح جریان های گردابی ناپایدار بالهای دلتای پهن بر اساس نتایج آزمایشات ارائه شده در این تحقیقات است. در این آزمایشات از مجسم سازی جریان سطح استفاده شده است. نتایج این آزمایشها حاکی از آن است که عدد رینولدز تاثیر زیادی بر ساختار جریان های گردابی دارد. در اعداد رینولدز پایین تجزیه ورتکس های لبه حمله به طور قابل ملاحظه ای به تاخیر می افتد و ورتکس ها بیشتر به سمت مرکز صفحه بال شکل می گیرند. در زوایای حمله کوچک، ورتکس دوم بطور موثری ورتکس اولیه را به دو تمرکز حالت گردابی می شکافد و باعث ایجاد یک سازه گردابی دوگانه می شود. در اعداد رینولدز بالاتر (در حدود ۳^۱۰´۴) جریان به یک حالت مماسی می رسد. فزایش بیشتر عدد رینولدز فقط موجب تغییرات کوچکی در موقعیت هسته ورتکس و تجزیه آن می شود. تجزیه ورتکس ضعیف در زوایای حمله کم، با افزایش زاویه حمله با یک تجزیه مخروطی جایگزین می شود.
مقدمه
جریان گردابی حول بالهای دلتای پهن ( L£۵۵° ) اخیرا" به موضوع جالب توجهی در آیرودینامیک تبدیل شده است. چنین بالهایی در طراحی وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین و وسایل نقلیه هوایی در ابعاد میکرو مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه مکان شناسی جریان روی بالهای باریکتر ( L³۶۵° ) بسیار مورد مطالعه قرار گرفته و به خوبی شناخته شده است جریان روی بالهای با زاویه عقب رفتگی کم، به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است.
تحقیقات اولیه در این زمینه گزارش می کند که برای زوایای عقب رفتگی °۵۵ و °۴۵ هسته ورتکس بسیار ناپایدار بوده و تشخیص تجزیه ورتکس مشکل است. برای با ل با زاویه عقب رفتگی°۵۰ تجزیه ورتکس تنها در منطقه ای نزدیک به نوک بال دیده می شود و برای بال با زاویه عقب رفتگی°۴۵ محل تجزیه ورتکس اگرچه بسیار نزدیک به نوک با ل است، قابل تشخیص نیست.
بر اساس آنچه در مرجع شماره ۱ ارائه شده است، برای بالی با زاویه عقب رفتگی ۵۰ درجه با وجود اینکه در اعداد رینولدز بالا ورتکس های لبه حمله به سرعت تجزیه می شوند، در اعداد رینولدز پایین (در حدود ۳^۱۰´۸ ) ورتکس های مشخصی به خوبی قابل مشاهده هستند. در اعداد رینولدز پایین ورتکس ها بسیار نزدیک به سطح بال شکل می گیرند و اثر متقابل لایه مرزی و ورتکس مهم می شود.
شواهد نشان می دهد که در اعداد رینولدز بالا، حتی در زوایای حمله کوچک تجزیه ورتکس در نزدیکی نوک بال اتفاق می افتد. با وجود اینکه انتظار می رود تفاوت های اساسی با تجزیه ورتکس های بالهای باریک وجود داشته باشد، نتایج نشان دهنده جریانی بسیار ناپایدار روی بال است. با افزایش زاویه حمله، تجزیه ورتکس به لبه بال می رسد و لایه های برشی جدا شده شکل غالب جریان را تشکیل می دهند. اطلاعات بسیار اندکی از ساختار و خصوصیات پدیده جریان ناپایدار حول بال های دلتای پهن در دست است. بیشتر دانش موجود درباره جریانهای گردابی به ورتکس بالهای باریک مربوط می شود.
بررسی جریانهای گردابی روی بال دلتا
برای بررسی جریان حول بالهای دلتای پهن و پاسخ ضربه آنها آزمایشات بسیاری انجام شده است که در ادامه به تشریح یکی از آنها و نتایج حاصل از آن می پردازیم.]۲ [
این آزمایش در یک تونل باد مدار بسته سرعت بالا با مقطع آزمایشی به ابعادm ۱۳/۲ × ۵۷/۱ انجام گرفته است و از یک مدل بال صلب با زاویه عقب رفتگی لبه حمله ۵۰ درجه با وتری به طول mm ۴۵۷ و نسبت ضخامت به وتر۶/٣ % استفاده شده است. واضح سازی جریان با استفاده از نوعی رنگ پودری فلورسنت نرم که به نسبت ۱ به ۲ با پارافین مخلوط شده است انجام گرفته است.
تصاویر شکل ۱ ورتکس های تولید شده روی بال را در زاویه حمله حدود ۵ درجه برای سه عدد رینولدز متفاوت، نشان می دهد. تجزیه ورتکس های لبه حمله در لبه فرار با ل برای (۳^۱۰´ ۷/۸Re =) قابل مشاهده است. افزایش بیشتر عدد رینولدز باعث پیشروی تجزیه ورتکس ها به توجه به غیر حساس بودن ورتکسها و تجزیه ورتکسها به تغییرات عدد رینولدز در بالهای باریک، نتیجه غیر منتظره ای است. با افزایش عدد رینولدز تا حدود سه برابر مقدار قبلی (۴^۱۰´۶/۲Re = ) موقعیت تجزیه ورتکس به نزدیکی ۴۰% طول وتر می رسد. همچنین تحت این شرایط ورتکس دیگری خارج از ورتکس اولیه شکل می گیرد و یک ساختار ورتکس دوتایی را تشکیل می دهد. وجود این ورتکس دوتایی با روشهای محاسباتی نیز ثابت می شود.
شکل ۱ : مجسم سازی جریانهای گردابی در زاویه حمله ۵ درجه
تصاویر ارائه شده در شکل ۳ نشان می دهد که در همه موارد, جفت ورتکسهای بیرونی زودتر از ورتکسهای اولیه تجزیه می شوند. در زوایای حمله نسبتاً کوچک و اعداد وینولدز پایین، این ساختار ورتکس دوتایی کاملا مشخص است . به عنوان یک مثال، شکل ٢ محیط مرئی حالت گردابی محوری ثابت را در صفحه عرضی جریان در٤/٠ برای٥/٧=α نشان می دهد. ورتکس اولیه به وضوح به صورت تمرکز بزرگی از گردابه که مرکزش در حدود٥/٠ قرار داد نشان داده می شود دیده می شود.
جدایش دوم به صورت یک منطقه گردابی، با
برای دریافت متن کامل لطفا نسبت به پرداخت قیمت فایل اقدام نمائید.
تحلیل جریانهای گردابی روی بالهای دلتای پهن