ارزیابی رفتار گردابه‌های بال مثلثی در زوایای حمله بالا با آشکارسازی لیزری و حل عددی

در این پژوهش جریان گردابه‌ای روی بال مثلثی با زاویه پسگرایی 70 درجه و تاثیر تغییرات زاویه حمله بر گردابه های تشکیل‌شده روی بال مثلثی به‌کمک تونل دود و نور لیزر به‌روش آشکارسازی جریان بررسی شده است. برای این منظور، از مدل اسپالارت آلماراس نرم‌افزار فلوئنت برای بررسی عددی استفاده شده است. مطالعات پیشین نشان می دهد که تغییرات زاویه حمله بیشترین اثر را بر گردابه های تشکیل‌شده روی بال می گذارند، لذا در این پژوهش تاثیر زاویه حمله بر اندازه، مکان فروپاشی گردابه و ایجاد پدیده واماندگی روی بال بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش زاویه حمله سبب بزرگتر شدن گردابه های روی بال و افزایش فاصله مرکز گردابه از سطح می شود. بزرگتر شدن گردابه سبب افزایش نیروی بـرا و بالارفتن قدرت مانور هواپیما می شود. زاویه حمله های بالا بی‌نظمی ناگهانی در ساختار گردابه لبه حمله ایجاد می کنند که فروپاشی گردابه گفته می شود و باعث کاهش قدرت مانور هواپیما می‌گردد.

Evaluation of wing vortex behavior at high angles of attack by using laser visualization and numerical method

In this study, the vertical flow on a sharp edged, 70 degrees swept back delta wing was experimentally investigated in a smoke tunnel, using laser sheet technique. Previous studies show that changing Reynolds number has little effect on the vortex structure of sharp edged delta wings, although the angle of attack has the major effect. Furthermore, Spalart Almaras model is used for numerical investigation on the delta wing. The effect of angle of attack on size and breakdown location of the vortices on the wing was studied. The results show that increasing of the angle of attack increases the size of the vortices and the height of the vortex core to the wing surface as well. The bigger vortex on a delta wing leads to increasing the lift of the wing and it increases the maneuverability of the aircraft. Abrupt changes occur in the structure of the vortices at very high angles of attack which is designated as vortex breakdown. The vortex breakdown cause’s intense oscillation of the surface pressure of the wing and it decreases the aircraft maneuverability.