بررسی عددی و تجربی روش برآمدگی‌های موجی شکل هم‌زمان در بهبود عملکرد آیرودینامیکی ملخ

بهبود عملکرد ملخ به‌عنوان یکی از اجزاء اصلی پیشران پرنده‌ها همواره درحال‌توسعه قرار دارد. در این میان استفاده از راهکاری باقابلیت استفاده‌ در گسترة بالایی از انواع ملخ‌ و با امکان حفظ پارامترهای طراحی اولیه مفید است. در این تحقیق بررسی روش بهبود بازدهی لبه‌های موجی شکل هم‌زمان با ایدة اولیة الهام از طبیعت و مبنای ایجاد تغییر گام ذاتی در طول پرة ملخ چوبی با قطر 45.7 سانتی‌متر مبتنی بر روش‌های عددی و تجربی انجام شده است. در روش عددی از راهکار شبیه‌سازی قاب مرجع چرخان و حل معادلات ناویر - استوکس تراکم‌پذیر پایا با محاسبة عبارات تنش در معادلة مومنتوم از روش میانگین عدد رینولدز و روابط k-ω-sst استفاده شده است. این تحلیل ضمن بررسی استقلال نتایج از ابعاد و تعداد المان محاسباتی میدان‌های با قاب مرجع چرخان و ثابت اطراف ملخ نسبت به نتایج، دقت مناسبی در تخمین ضرایب عملکردی در مقایسه با آزمایش تجربی داشته است. آزمایش تجربی در تونل باد زیر صوت مرکز تحقیقات آیرودینامیک قدر با نسبت سطح ملخ به مقطع آزمون 0.2 برای محدوده‌ای از نسبت‌ پیشروی عملکردی ملخ انجام شد. داده‌برداری ضریب گشتاور و تراست با استفاده از بالانس متصل به موتور براشلس نسبت به تغییرات سرعت چرخش و سرعت جریان در تونل باد انجام شده است. نتایج افزایش بازدهی ملخ با مقادیر طول‌موج 10 میلی‌متر و دامنة 5 درجه در مقایسه با ملخ اولیه معادل 5.5 درصد در نسبت پیشروی مطابق با محدودة پروازی را نشان داد.

numerical and experimental investigation of synchronic wavy tubercles method in improving propeller aerodynamic performance

this research aims to enhance propeller performance،a critical aspect of avian propulsion systems،without altering the original design of various propeller types. the study explores a method to improve the efficiency of wavy edges،inspired by nature،by creating an inherent pitch change along a 45.7 cm diameter wooden blade. both numerical and experimental methods were utilized. the numerical approach involved simulating a rotating reference frame and solving the navier-stokes equations using the k-ω-sst method to calculate stress expressions in the momentum equation. the analysis demonstrated good accuracy in estimating performance coefficients compared to experimental tests. the experimental tests were conducted in a subsonic wind tunnel،with a propeller surface to test section ratio of 0.2،covering a range of the propeller's functional advance ratio. data on torque and thrust coefficients were acquired using a balance connected to a brushless motor. results indicated an increase in propeller efficiency with specific wavelength values and amplitudes،showing a 5.5% increase in the advance ratio according to the flight range compared to the original propeller.