برچسب: تحليل جريان های گردابی روی بال های دلتای پهن

جريان گردابي حول بالهاي دلتاي پهن ( L£۵۵° ) اخيرا’ به موضوع جالب توجهي در آيروديناميك تبديل شده است. چنين بالهايي در طراحي وسايل نقليه هوايي بدون سرنشين و وسايل نقليه هوايي در ابعاد ميكرو مورد استفاده قرار مي گيرد. اگرچه مكان شناسي جريان روي بالهاي باريكتر ( L³۶۵° )  بسيار مورد مطالعه قرار گرفته و به خوبي شناخته شده است جريان روي بالهاي با زاويه عقب رفتگي كم، به ندرت مورد بررسي قرار گرفته است. 

تحقيقات اوليه در اين زمينه گزارش مي كند كه براي زواياي عقب رفتگي °۵۵ و °۴۵ هسته ورتكس بسيار ناپايدار بوده و تشخيص تجزيه ورتكس مشكل است. براي با ل با زاويه عقب رفتگي°۵۰ تجزيه ورتكس تنها در منطقه اي نزديك به نوك بال ديده مي شود و براي بال با زاويه عقب رفتگي°۴۵ محل تجزيه ورتكس اگرچه بسيار نزديك به نوك با ل است، قابل تشخيص نيست.  

بر اساس آنچه در مرجع شماره ۱ ارائه شده است، براي بالي با زاويه عقب رفتگي ۵۰ درجه با وجود اينكه در اعداد رينولدز بالا ورتكس هاي لبه حمله به سرعت تجزيه مي شوند، در اعداد رينولدز پايين (در حدود  ۳^۱۰´۸ ) ورتكس هاي مشخصي به خوبي قابل مشاهده هستند. در اعداد رينولدز پايين ورتكس ها بسيار نزديك به سطح بال شكل مي گيرند و اثر متقابل لايه مرزي و ورتكس مهم مي شود. 

شواهد نشان مي دهد كه در اعداد رينولدز بالا، حتي در زواياي حمله كوچك تجزيه ورتكس در نزديكي نوك بال اتفاق مي افتد. با وجود اينكه انتظار مي رود تفاوت هاي اساسي با تجزيه ورتكس هاي بالهاي باريك وجود داشته باشد، نتايج نشان دهنده جرياني بسيار ناپايدار روي بال است. با افزايش زاويه حمله، تجزيه ورتكس به لبه بال مي رسد و لايه هاي برشي جدا شده شكل غالب جريان را تشكيل مي دهند. اطلاعات بسيار اندكي از ساختار و خصوصيات پديده جريان ناپايدار حول بال هاي دلتاي پهن در دست است. بيشتر دانش موجود درباره جريانهاي گردابي به ورتكس بالهاي باريك مربوط مي شود. 

بررسی جريانهاي گردابی روی بال دلتا 

براي بررسي جريان حول بالهاي دلتاي پهن و پاسخ ضربه آنها آزمايشات بسياري انجام شده است كه در ادامه به تشريح يكي از آنها و نتايج حاصل از آن مي پردازيم.]۲ [ 

اين آزمايش در يك تونل باد مدار بسته سرعت بالا با مقطع آزمايشي به ابعادm   ۱۳/۲ × ۵۷/۱ انجام گرفته است و از يك مدل بال صلب با زاويه عقب رفتگي لبه حمله ۵۰ درجه با وتري به طول mm ۴۵۷ و نسبت ضخامت به وتر۶/٣ % استفاده شده است. واضح سازي جريان با استفاده از نوعي رنگ پودري فلورسنت نرم كه به نسبت ۱ به ۲ با پارافين مخلوط شده است انجام گرفته است.  

تصاوير شكل ۱ ورتكس هاي توليد شده روي بال را در زاويه حمله حدود ۵ درجه براي سه عدد رينولدز متفاوت، نشان مي دهد.  تجزيه ورتكس هاي لبه حمله در  لبه فرار  با ل  براي  (۳^۱۰´ ۷/۸Re =) قابل مشاهده است. افزايش بيشتر عدد رينولدز باعث پيشروي تجزيه ورتكس ها به توجه به غير حساس بودن ورتكسها و تجزيه ورتكسها به تغييرات عدد رينولدز در بالهاي باريك، نتيجه غير منتظره اي است. با افزايش عدد رينولدز تا حدود سه برابر مقدار قبلي (۴^۱۰´۶/۲Re = ) موقعيت تجزيه ورتكس به نزديكي ۴۰% طول وتر مي رسد. همچنين تحت اين شرايط ورتکس ديگري خارج از ورتکس اوليه شکل مي گيرد و يک ساختار ورتکس دوتايي را تشکيل مي دهد. وجود اين ورتکس دوتايي با روشهاي محاسباتي نيز ثابت مي شود.