تحلیل فرکانسی و بررسی آرایش جریان بر روی دو بال نامحدود با لبه حمله ساده و سینوسی

در این تحقیق، دیدگاه متفاوتی از بررسی الگو و رفتار جریان آشفته بر روی دو بال لبه ساده و لبه سینوسی با شرط‌مرزی تناوبی توسط یک روش عددی معرفی‌شده است. در این شبیه‌سازی معادلات ناویراستوکس توسط روش حجم محدود گسسته شده و با استفاده از مدل آشفتگی بهبودیافته (iddes) حل‌شده است. به عبارتی در تحقیق حاضر به‌منظور افزایش مانور پذیری یک ریزپرنده با بال ثابت از یک روش کنترل غیرفعال جریان که از باله شناوری یک‌گونه خاص نهنگ به نام هامپک (humpback) الهام گرفته‌شده، استفاده‌شده است. در راستای بررسی نحوی عملکرد این نوع بال نامحدود، عدد رینولدز معادل با در نظر گرفته‌شده است. نتایج حاصله نشان از تغییرات گسترده میان این دو نوع بال نامحدود دارد. به‌نوعی برخلاف بال نامحدود لبه ساده که الگوی جریان متقارنی دارد، افت‌وخیزهای شدیدی در توزیع فشار و الگوی جریان بر روی بال نامحدود لبه سینوسی در شرایط ماقبل از واماندگی وجود دارد که متاثر از غلبه جریان‌های جانبی بر جریان‌های طولی بر روی این دست از بال‌‌ها است؛ بنابراین بررسی الگوها و تحلیل گردابه‌های شکل‌گرفته و فرکانس‌های مربوطه بر روی این نوع بال نامحدود همواره می‌تواند کمک شایانی به شناخت فیزیک جریان بر روی آن‌ها کند که زاویه دید جدیدی برای طراحان اجسام پرنده محسوب شود.

Frequency analysis and investigation of flow arrangement on two infinite wings with simple and sinusoidal leading-edges

In this research, a different view of the study of the pattern and behavior of turbulent flow on the two fullspan wings of baseline and sinusoidal leadingedge with periodic boundary condition by a numerical method is introduced. In this simulation, the NavierStokes equations are discretized by the finite volume method and solved using the improved turbulence model (IDDES). In other words, in the current study, to enhance the maneuverability of a fixwinged MAV, a passive flow control method was employed, which was inspired by the buoyancy fin of a special species of whale called a humpback. In order to study the performance of this type of infinite wing, the Reynolds number was considered equal to 140000. The results show extensive variations between these two types of fullspan wings. The sinusoidal leadingedge fullspan wing, in contrast to the baseline infinite wing, has severe fluctuations in pressure distribution and flow pattern at the prestall region. These variations are caused by the dominance of lateral flows over longitudinal flows on this type of infinite wing. Therefore, researching the patterns and analysis of vortices formed on this type of aerofoil as well as the associated frequencies is always a useful tool for understanding physics of flow on them, which will provide designers with a new perspective on flying objects.