بررسی، شبیه ‌سازی و اعمال اثرات مقیاس هندسی در تخمین و محاسبات ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل naca 0012 از مقیاس تونل باد به ابعاد واقعی

بررسی و مطالعه اثرات مقیاس مدل بر تست ‌های آیرودینامیکی مدل مقیاس به‌ منظور تعمیم آن به مقیاس واقعی، با توجه به تاثیر مستقیم بر عملکرد سیستم پروازی، بسیار حائز اهمیت است. هدف پژوهش حاضر مطالعه و شبیه‌سازی cfd مدل‌های مقیاس آیرودینامیکی ایرفویل naca 0012 باهدف استخراج اثرات تغییرات مقیاس هندسی و ارائه متدولوژی اعمال این اثرات بر عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل است. از نرم‌افزار تجاری ansys fluent 2019 r3 به‌منظور شبیه‌سازی‌های cfd و مطالعه اثرات مقیاس بر عملکرد استفاده‌شده است. 16 سناریو مقیاس شامل تغییر عدد رینولدز و زوایای حمله با فرض عدد ماخ ثابت 0/256 است. طول کورد ایرفویل 50 سانتی‌متر (رینولدز 3 میلیون) به‌عنوان مدل مبنا در شبیه‌سازی‌ها در نظر گرفته‌شده است. میزان انحراف نتایج صحت‌سنجی شده برای ضرایب پسا و برآ به ترتیب 11 و 1 درصد است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در زاویه حمله 10 درجه، افزایش 2 برابری طول ایرفویل (رشد رینولدز از 3 تا 6 میلیون) منجر به کاهش 7/92 درصدی در ضریب پسا، افزایش 1/25 درصدی در ضریب برآ و کاهش 18/30 درصدی در ضریب ممان پیچشی می‌شود. نصف شدن طول ایرفویل در زاویه حمله 15 درجه، افزایش 16/29، کاهش 3/49 و افزایش 9/22 درصدی مقادیر ضرایب پسا، برآ و ممان پیچشی را به دنبال دارد. از دستاوردهای مهم پژوهش حاضر معرفی و ارائه روابط و همبستگی‌هایی برای پارامترهای عملکردی آیرودینامیکی ضرایب پسا، برآ و ممان پیچشی برای هر یک از سناریوها برمبنای نتایج شبیه‌سازی‌ها است.

investigating, simulating and applying geometric scaling effects in the prediction and calculation of aerodynamic coefficients from wind tunnel to real scale

studying the effects of the model scale on wind tunnel tests of aerodynamic vehicles and their components to generalize it to the real scale is a very important because of the direct impact on the performance of the flight system. the aim of the present research is to present a methodology for applying geometric scaling effects of naca 0012 airfoil the on airfoil aerodynamic performance. ansysfluent2019r3 software has been used to simulate and investigate the effects of geometric scale on the airfoil aerodynamic performance. sixteen scale scenarios include changing the reynolds and the angles of attack assuming mach constant is 0.256. the airfoil chord length of 50cm (reynolds 3 million) is considered as the base model in the simulations. the rate of deviation of the validated results for the drag and lift coefficients are 11 and 1 percent, respectively. the results showed that at angle of attack of 10 doubling the airfoil length leads to a decrease of 7.92% in the drag, an increase of 1.25% in the lift and decrease of 18.30% in the pitch moment coefficients. halving the length of the airfoil at an angle of attack of 15 leads to an increase of 16.29, a decrease of 3.49 and an increase of 9.22% of drag, lift and pitch moment coefficients. one of the important achievements of the present study is the presentation of a methodology for applying the geometric scaling effects in the form of correlations for aerodynamic performance parameters of drag, lift and pitch moment coefficients.