بررسی آیرودینامیکی و بهینه‌سازی پارامترهای هندسی و نوسانی بالواره‌ها در حرکت فراز و فرود با روش پاسخ سطح

در این تحقیق حرکت فراز و فرود بالواره توسط یک روش عددی بر مبنای حجم محدود در رینولدزهای مختلف شبیه‌سازی و تاثیر ضخامت، فرکانس کاهیده و دامنه نوسان بر ضرایب آیرودینامیکی بررسی شده است. در روند عددی مذکور، از الگوریتم سیمپلسی، حل کننده ضمنی، اسکیم‌های مرتبه بالا و تکنیک شبکه های دینامیکی استفاده گردیده و جریان لزج، آرام، غیر قابل تراکم و ناپایا فرض شده است. شبیه‌سازی در سه عدد رینولدز 1000، 11000 و 50000 که به ترتیب مطابق با رژیم پروازی حشراتی مانند پروانه، پرنده کوچک مرغ مگس خوار و کبوتر است و در دو فرکانس کاهیده و سه دامنه نوسان انجام شده است. مقایسه نتایج این شبیه‌سازی با داده‌های منتشر شده، صحت تحقیق را تایید می‌نماید. توزیع فشار و گردابه‌های منتشره در اطراف بالواره نشان می‌دهند که تغییر ضخامت منجر به تاخیر در جدایش گردابه ها می‌شود و متوسط زمانی ضریب رانش تغییر پیدا می کند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که دامنه نوسان و فرکانس کاهیده دو پارامتر مهم می‌باشد اما فرکانس کاهیده نقش موثرتری از دامنه نوسان دارد. همچنین روش پاسخ سطح برای بهینه‌سازی بالواره نوسانی استفاده گردیده است. نتایج حاصله نشان می‌دهد که بالواره با ضخامت 29/0، فرکانس 08/3 و دامنه نوسان بی بعد 5/0 بیش‌ترین نیروی رانش را ایجاد می‌کنند.