بررسی عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل ناکا 4412 در شرایط جریان ورودی نوسانی

امروزه با گسترده شدن بهره گیری از توربین های باد، بررسی رفتار توربین در شرایط واقعی جریان بالادست که دارای ماهیت نوسانی و یا ناپایاست، از اهمیت زیادی برخوردار است. شناسایی مشخصه های ایرفویل های مورد استفاده در پره های توربین های بادی، می تواند عملکرد واقعی توربین را با دقت قابل قبولی پیش بینی نماید. در این پژوهش، ایرفویل ناکا 4412 مورد مطالعه قرارگرفته و مشخصه های عملکردی آن در جریان مادون‌صوت در زوایای حمله و اعداد رینولدز مختلف استخراج شده است. بدین منظور از دینامیک سیالات محاسباتی جهت بررسی مشخصه های استاتیکی ایرفویل در حالت پایا و حالت ناپایابرای شرایط نوسانی و با استفاده از مدل های توربولانسی اسپالارت‌‌آلماراس و k-ω بهره برده شده است. نتایج حل عددی انطباق قابل قبولی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. عملکرد ایرفویل برای حالت جریان باد متغیر با زمان، بررسی و تاثیر عدد رینولدز و تغییرات دامنه کاهیده انجام گردید. نتایج نشان می دهد، با افزایش مقدار پارامتر دامنه کاهیده، ضریب برآ افزایش پیدا می کند، اما ضریب پسا بخصوص در زوایای حمله پایین، تغییر چندانی ندارد.

Investigation the Aerodynamic Performance of NACA 4412 Airfoil at oscillating inlet condition

Nowadays, as the wind turbines become widespread, it is important to study the turbine behavior in real conditions which may be oscillatory or unsteady. Identifying the characteristics of airfoils used in HAWT blades in different operating conditions can predict the turbine’s aerodynamic performance with acceptable accuracy. In this research, NACA 4412 airfoil has been studied and its performance characteristics such as lift coefficients drag coefficient, surface pressure distributions in subsonic flow field at different angles of attack and Reynolds numbers have been investigated. For this purpose, RANS URANS governing equations are employed for analysis of static oscillating conditions respectively using two different turbulence models (Spallart Almaras and &K-ω& ) have been used. Numerical solution results show acceptable agreement with experimental results. Furthermore, the aerodynamic characteristics with oscillating flow field and the effect of Reynolds number and reduced domain variation has been investigated. The results show that as the value of the reduced domain parameter increases, the lift coefficient increases, but drag coefficient, especially at low angles of attack, does not change significantly.