بررسی تاثیر نوسان بر ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل با آلگوریتم دقیق عددی

در این تحقیق ضمن معرفی کوتاه یک آلگوریتم عددی در تحلیل میدان جریان با مرز متحرک و صحت‌سنجی آن، تاثیر حرکت و نوسان ایرفویل بر ضرایب آیرودینامیکی آن بررسی می‌شود. معادلات حاکم در فضای دلخواه لاگرانژی اولری نوشته می‌شود. آلگوریتم عددی به کار گرفته شده ضمن استفاده از روش اجزای محدود در محاسبه شارهای پخش و فشاری از روش حجم محدود در ارضای قوانین بقای حرکت و قوانین بقای هندسی روی شبکه متحرک بهره می‌برد. در این جا دو میدان جریان حول سیلندر و ایرفویل متحرک را مورد بررسی قرار می‌دهیم. حرکت سیلندر از نوع نوسانی انتقالی اما حرکت ایرفویل از نوع نوسانی دورانی است. ابتدا با بررسی صحت آلگوریتم عددی با حل میدان جریان حول سیلندر، نشان داده می‌شود که آن آلگوریتم حتی با استفاده از شبکه درشت و گام زمانی بزرگ، دقت بالایی به منظور تحلیل میدان جریان با مرز و شبکه متحرک دارد. پس از آن  میدان جریان حول ایرفویل نوسانی شبیه‌سازی می‌شود. نشان داده می‌شود که می‌توان با تغییر پارامترهای دورانی ایرفویل، در نیروی آیرودینامیکی آن تغییرات قابل توجهی‌ ایجاد کرد.

Investigation of Airfoil Oscillation on Aerodynamic Coefficients with an Accurate Algorithm

In this study we introduce and validate an algorithm for simulating of flow field over moving boundaries where there are transverse cylinder and flapping airfoil. The governing equations are presented in arbitrary Lagrangian Eulerian approach. We use finite element shape functions to approximate pressure and diffusion fluxes and finite volume to satisfy geometric and flow conservation laws. Our results show a good accuracy with large time steps and coarse meshes. The changing in oscillation parameters causes considerable effects on aerodynamic coefficients.