شبیه‌سازی جریان تراکم‌ناپذیر دائم پیرامون ایرفویل ناکا 0015 با استفاده از روش صفحه عملگر و تکنیک میانیابی اصلاح جرمی

در سال‌‌های اخیر، روش‌‌های عملگر در شبیه‌سازی‌های آیرودینامیکی مورد اقبال پژوهشگران قرارگرفته‌اند. این روش‌ها نسبت به روش‌هایی که در آن جسم صلب به‌صورت کامل مدل می‌‌شوند، سرعت محاسباتی بیشتری دارند، همچنین نسبت به روش‌‌های مرسومی که در آن از مدل‌‌های ساده‌شده، استفاده می‌‌کنند از دقت بیشتری برخوردار است. در این تحقیق روش صفحه‌‌ی عملگر برای شبیه‌سازی دو بعدی جریان حول ایرفویل در جریان پایا و تراکم‌ناپذیر به کار گرفته شده است. برای این منظور یک حلگر جریان به روش میانیابی اصلاح جرمی با مدل صفحه‌ی عملگر جفت شده است. به‌منظور ارزیابی دقت نتایج، روش صفحه‌‌ی عملگر با روش شبیه‌سازی کامل ایرفویل، مقایسه شده است. همچنین برای اولین بار تاثیر پارامترهای مختلف روش صفحه‌‌ی عملگر بر دقت شبیه‌سازی جریان موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت نیز کانتورهای فشار و ورتیسیته با روش صفحه‌‌ی عملگر محاسبه شده و نتایج آن با نتایج حل عددی کامل ایرفویل مقایسه شده است. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که اگر چه روش صفحه‌ی عملگر در محاسبه‌ی پارامترهایی چون سرعت و فشار، دقت متوسطی دارد، ولی قادر است نیروهای آیرودینامیکی و ساختار جریان را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی کند. از روش ارائه شده دراین تحقیق، می‌توان به عنوان ابزاری کارامد در مطالعه نمونه‌های پیچیده‌تر استفاده نمود.

simulation of steady incompressible flow around a naca0015 airfoil using actuator surface method and mass corrected interpolation technique

in recent years, actuator methods in aerodynamic simulations have been favored by researchers. these methods can significantly reduce the computational effort compared to full-scale body resolving simulations. they are also more accurate than conventional methods that use simplified models. in this study, an actuator surface model is used to simulate flow around an airfoil in a steady two-dimensional incompressible flow. in these models, the geometry of the airfoil is represented by volume forces distributed along the airfoil chord. for this purpose, the collocated method of mass corrected interpolation method is coupled with the actuator surface model. to determine the accuracy of the results, the actuator surface method is compared with the full- computational fluid dynamics simulation method. besides, a new study is presented to investigate the effect of changing different parameters of the actuator surface model on the accuracy of results. finally, pressure and vorticity contours are plotted, and obtained results are compared with full- computational fluid dynamics results. the obtained results show that although the actuator surface has a moderate accuracy in calculating parameters such as velocity and pressure, it can predict aerodynamic forces and flow structures with acceptable accuracy. the method presented in this article can be used as an efficient tool in studying more complex cases.