بررسی اثر شیار و برآمدگی بر محل گذر و آیرودینامیک ایرفویل و بال پهپادی سرعت پایین

در جریان های با عدد رینولدز متوسط، گاهی تقویت اغتشاشات منجر به ناپایداری جریان شده و در نهایت طی فرایند گذر رژیم آرام به آشفته، جریان تمایل دارد از سطح جدا و دوباره به آن بچسبد. در این گذر، حباب های جدایی جریان آرام تشکیل می‌شوند. درک صحیح فیزیک این پدیده و کنترل آن، بر کیفیت طراحی تجهیزات آیرودینامیکی رینولدز متوسط کمک می‌کند. در این تحقیق به منظور افزایش راندمان آیرودینامیکی و کنترل حباب های جدایی روی ایرفویل کلارک و بال با همان مقطع مربوط به یک پهپاد سرعت پایین، از روش ایجاد ناهمگونی به شکل شیار یا برآمدگی استفاده می‌شود. ابتدا مدل آشفتگی انتخاب و تاثیر عدد رینولدز و زاویه حمله بر ابعاد حباب بررسی می شود. سپس، محل ناهمگونی را با هندسه ثابت از لبه حمله تا لبه فرار تغییر داده و بهترین محل قرارگیری آن ناهمگونی تعیین می‌شود. همچنین در این مکان، هندسه آن ناهمگونی را تغییر داده و هندسه مناسب برای دست‌یابی به بیشترین مقدار راندمان مشخص می‌شود. بر اساس نتایج بدست آمده بهترین مدل برای شبیه‌سازی حباب، مدل گذرا k-kl-? است. اگر عدد رینولدز جریان افزایش یابد، حباب کوچک و حتی ناپدید می‌شود. یک مکان مناسب برای به دست آوردن راندمان بالاتر، ایجاد ناهمگونی در محل ناحیه گذر است. با ایجاد شیار روی ایرفویل راندمان آیرودینامیکی بیشتری نسبت به ایجاد برآمدگی به دست می آید. برای بال، ایجاد شیار یکنواخت در امتداد دهانه آن راندمان بیشتری نسبت به حالتی که برآمدگی یا حفره‌های مجزا ایجاد شود به دست می آید که حدود 16 درصد بیشتر از بال هموار است.