پیش‌بینی اثر فاصله افقی ایرفویل‌های دو تکه روی توزیع افت در مولد اعوجاج آرایه‌ای مبتنی بر رهیافتهای میانگین زمانی رینولدز و شبیهسازی گردابههای جدا شده | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 5، آذر و دی 1400، صفحه 211-223 اصل مقاله (4.09 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2021.10186.3278 | ||
| نویسندگان | ||
| مهرداد بزاززاده* 1؛ مجید حسنی2؛ مجتبی دهقان منشادی3 | ||
| 1دانشیار گروه تبدیل انرژی و پیشرانش، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران | ||
| 2دانشجوی دکتری پیشرانش، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران | ||
| 3استاد گروه تبدیل انرژی و پیشرانش، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، اصفهان، ایران | ||
| چکیده | ||
| توانمندی چینش افقی ایرفویل‌های دو تکه در بازتولید توزیع معین افت فشار کل در این تحقیق بهروش عددی ارزیابی شده است. چینش ِ آرایه‌ای ایرفویل‌ها به عنوان یک مکانیزم نوین مولد اعوجاج فشار کل در سامانه تست زمینی موتور پیشنهاد شده است. با توجه به فاصله معنادار نتایج شبیهسازی پایا با استفاده از مدل منتخب خانواده RANS نسبت به نتایج ثبت‌شده در تست‌های تجربی مرجع برای ایرفویل منفرد، حل ناپایا با گام زمانی متناسب با فرکانس ریزش گردابههای تشکیل‌شده انجام شد. برخلاف نتایج تجربی جریان حول ایرفویل نود درجه، چرخش نواحی افت بیشینه از حالت عمودی در ایستگاه‌های ابتدایی به افقی در ناحیه دنباله توسعه‌یافته به عنوان مشخصه‌ای متمایز از زوایای بازشدگی 30 و 60 درجه در نتایج شبیهسازی ناپایای مبتنی بر RANS مشاهده نگردید. با بکارگیری مدل هیبریدی DDES ، اعمال الزامات آن در تولید شبکه محاسباتی و شبیهسازی دقیق اختلاط مغشوش، چرخش الگوی افت پایین‌دست ایرفویل 90 با دقت بسیار خوبی پیش‌بینی شد. بررسی تکرار‌پذیری الگوی افت ترکیبی ناشی از چینش افقی ایرفویل‌ها درکنارهم به این نتیجه انجامید که لازم است تا با تغییر نسبت منظری ایرفویل 90، چرخش الگوی افت آن که عامل مخرب پیش‌بینی‌پذیری الگوی ترکیبی افت می‌باشد اصلاح گردد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ایرفویل دو تکه؛ مولد اعوجاج؛ شبیه سازی گردابه های جدا شده | ||
| مراجع | ||
|
[1] Beale DK, Cramer KB, King PS (2002) Development of improved methods for simulating aircraft inlet distortion in turbine engine ground tests. 22nd AIAA Aero. Measurement Technology and Ground Testing Conf, Missouri, USA: 3045.
[2] Farr AP (2012) Evaluation of F-15 inlet dynamic distortion. J Aircraft. Online publish. Available from: https://doi.org/10.2514/3.58627.
[3] Beale D (2018) Demonstration of a remotely controlled swirl generator for simulating aircraft inlet secondary flow during turbine engine ground tests. ASME Turbo Tech. Conf, Oslo, Norway: GT2018-75749.
[4] SAE International Technical Committee S-16 (2017) Inlet Total-Pressure-Distortion Considerations for Gas-Turbine Engines. Aerospace Information Report No: AIR 1419c.
[5] Davis M, Baker W, Power G, Beale D (2002) A proposal for integration of wind tunnel and engine test programs for the evaluation of airframe-propulsion compatibility using numerical simulations. ASME J Eng Gas Turbines Power 124: 447-458.
[6] Overal B. W (1972) A procedure for the design of complex distortion screen patterns for specified steady- state total pressure profiles at the inlet of turbine engines. AEDC TR-72-10.
[7] Overal B. W (1976) Evaluation of an air jet distortion generator used to produce steady-state distortion at the inlet of turbine engine. AEDC TR -76-144.
[8] Seddon J, Goldsmith EL (1999) Intake Aerodynamics. AIAA education series. 2nd edn.
[9] Younghans JL, Moor MT, Collins TP, Direnzi JG (1970) Inlet flow field simulation techniques for engine/ compressor testing. AIAA J 591.
[10] Lazalier GR, Tate JT (1970) Development of a prototype discrete frequency total pressure fluctuation generator for jet engine / inlet compatibility investigation. airframe – propulsion compatibility symp. AFAPL-TR-69-103 517-549.
[11] Kutschenreuter P. H, Jr. Collins T. P, Vier W. F (1973) The P3G- A new dynamic distortion generator. AIAA J 1317.
[12] DiPietro, T (1996) Fundamental wind tunnel experiments for total pressure distortion generator concept selection. Year End Report for Sverdrup Technology.
[13] Eddy JrGL (2001) Study of steady-state wake characteristics of variable angle wedges [dissertation]. Virginia Polytechnic Institute and State University. Blacksburg, Virginia.
[14] Jumel J, King PS, O’Brien WF (1999) Transient total pressure distortion generator development, phase II, [dissertation]. Blacksburg, VA.
[15] Prasad A, Williamson, CHK (1997) The instability of the shear layer separating from a bluff body. J Fluid Mech 333: 375-402.
[16] Cardell GS (1993) Flow past a circular cylinder with a permeable splitter plate [PhD Thesis]. California Institute of Technology, Pasadena.
[17] Ansys Fluent Release 19 Theory & User Guide (2018).
[18] Alam MM, Zhou Y, Wang XW (2011) The wake of 2 side-by-side square cylinders. J Fluid Mech 669: 432-471.
[19] Ausoni P (2009) Turbulent vortex shedding from a blunt trailing edge hydrofoil [PhD Thesis]. Ecole Polytechnique Federal, Lausann, Switzerland.
[20] Bjswe P, Johnson B, Phinney B (2011) Optimization of oscillating body for vortex induced vibrations. worcester polytechnic institute. E-project-042811-120045.
[21] Roshko A (1961) Experiments on the flow past a cylinder at very high Reynolds numbers. J Fluid Mech 345-56.
[22] Cantwell B, Coles D (1983) An experimental study of entrainment and transport in the turbulent near wake of a circular cylinder. J Fluid Mech 321–74.
[23] Menter FR (2012) Scale-Resolving simulations in ANSYS CFD. ANSYS Germany GmbH, Technical report version 1. Darmstadt, Germany.
]24[ الهامی ب، منشادی مد، دهقان ع (1399) بررسی آیروآکوستیکی جریان اطراف ایرفویل بهروش رهیافتهای شبیهسازی گردابههای بزرگ، گردابههای جدا شده و میانگین زمانی رینولدز. نشریه علمی مکانیک سازهها و شارهها 356-345 :(4)10.
[25] Kalmár-Nagy T, Bak BD (2019) An intriguing analogy of Kolmogorov’s scaling law in a hierarchical mass–spring–damper model. Nonlinear Dyn 95: 3193-3203.
]26[ عسگری م، قدیری ب (1397) بررسی عددی اثرات هندسه ایرفویل بر ساختارهای جریانی در یک فن زیرصوتی با کمک روش شبیهسازی گردابههای بزرگ. نشریه مهندسی مکانیک مدرس 163-153 :(3)18.
[27] Alam MM, Zhou Y (2007) The turbulent wake of an inclined cylinder with water running. J Fluid Mech 589(b): 261-303.
[28] Mutter TB (1994) Numerical simulations of elliptical jets [dissertation]. Virginia Polytechnic Univ.
[29] Bloor S. M (1964) The transition to turbulence in the wake of a circular cylinder. J Fluid Mech 19: 290-309.
[30] Gerrard JH (1966) The mechanics of the formation region of vortices behind bluff bodies. J Fluid Mech 25: 401-413. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,057 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 926 |
||