بررسی تجربی اثر بال‌ زدن بر نیروهای برآ و پیشران بال سه بعدی

اثر بال‌زدن بر نیروی برآ و پیشران در بال سه بعدی در محدوده اعداد رینولدز پایین (کمتر از 200000) و فرکانس‌های کاهش یافته مختلف با استفاده از آزمون تجربی در تونل باد مادون صوت مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌ها در محدوده اعداد رینولدز 42000 تا 170000 که محدوده اعداد رینولدز برای پرندگان واقعی است صورت پذیرفته است. فرکانس‌های کاهش یافته مورد بررسی نیز در محدوده  0 تا 0.45 می‌باشد که اغلب پرندگان در این محدوده پرواز می‌کنند. آزمون‌ها در زوایای حمله 0 تا 24 درجه صورت پذیرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد افزایش فرکانس کاهش یافته تا 100 درصد نیروی برآ را افزایش داده و در برخی از شرایط نیروی پسا را به صفر رسانده است. همچنین افزایش فرکانس کاهش یافته باعث تاخیر در زاویه واماندگی بال شده است. نتایج به دست آمده در تغییر عدد رینولدز نشان می‌دهد که با تغییر عدد رینولدز از 42000 به 86000 لایه مرزی در بخش وسیع‌تری از سطح بال از آرام به آشفته تبدیل می‌گردد، لذا بیشینه ضریب برآ به میزان 40% افزایش می‌یابد. همچنین مشخص شد که تاثیر فرکانس کاهش یافته بر نیروی برآ وابسته به زاویه حمله است به گونه‌ای که در زوایای حمله پایین افزایش فرکانس کاهش یافته تاثیری بر ضریب برآ نداشته اما با افزایش زاویه حمله تاثیر مثبت فرکانس کاهش یافته بر ضریب نیروی برآ بیشتر شده است.

experimental investigation of the effect of flapping on the lift and thrust forces of 3d-wing

effects of flapping on lift and thrust forces in a 3d flapping wing have been investigated at low reynolds numbers and several reduced frequencies, using experimental tests in a subsonic wind tunnel. tests have been performed at reynolds numbers 42000 to 170000 and reduced frequencies 0 to 0.45 that most birds flight at this ranges. also, the ranges of the angle of attacks are between 0°-24°. results have shown that an increase of reduced frequency can enhance the lift force by up to 100 percent and in some cases reduce drag force to zero. furthermore, increment of reduced frequency has caused a delay in stall of the wing. also by increasing the reynolds number from 42000 to 86000, the major region of the boundary layer of the wing surface becomes turbulent, so maximum lift force increases by 40 percent. wind tunnel test results show that the effect of reduced frequency on the lift force was dependent on the angle of attack, so at the lower attack angles, the increase of reduced frequency did not affect the lift coefficient, but, with increment in the angle of attack, the positive effect of the reduced frequency on the coefficient of the lift force increased.