به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Airfoil » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Airfoil» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • A. Öztürk *, M. Coban, F. Koca
    In this study, experimental and numerical flow analysis was performed on three different blade profiles with a chord length of 165 mm using passive flow control method. The first of the airfoil is the standard NACA 0018 profile. The second airfoil type has a NACA 0018 profile with a gap in the suction surface. The last airfoil is the NACA 0018 profile which is 66% of the trailing edge cut from the chord length. All airfoil profiles were analyzed at the Reynolds number, Re=2x104, and angles of attack α=0o, 5o, 10o, 12o and 14o in both experiment and numerical studies. The experiments were carried out using the Particle Image Velocimetry (PIV) method in a closed-loop open water channel, and the time-averaged velocity vectors, streamlines, and vorticity contours of the flow field were obtained. Subsequently, numerical analyses were performed using the ANSYS Fluent package program, one of the Computational Fluid Dynamics (CFD) programs used frequently in the literature. The streamlines and pressure contours of the airfoil profiles have been compared visually at the same Re and different angles of attack. In addition, according to the angle of attack of the airfoil profiles, lift coefficient CL, drag coefficient CD, and the ratio of lift coefficient to drag coefficient CL/CD graphs were presented. It has been shown that the gap on the airfoil at high attack angles caused changes in lift (up to 0.7) and drag (up to 0.15). These features can allow these models to be used for different purposes in the aerodynamics field.
    Keywords: PIV, CFD, Airfoil, NACA 0018, Passive flow control}
  • حسین سیفی*، شهریار کوراوند، محسن سیفی داوری
    سه ایرفویل NACA0015،  NACA0018و NACA0021 در اعداد رینولدز پایین مورد مطالعه آیرودینامیکی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از روش عددی پنل بر پایه توزیع خطی گردابه، Q-Blade، CFD و آزمایش تجربی در تونل باد انجام و برای روش پنل از کد کامپیوتری زبان FORTRAN و برای روش CFD از مدل KW-SST  نرم افزارFluent  استفاده شد. نتایج نشان داد ایرفویل NACA0015 در مقایسه با دو ایرفویل دیگر در اعداد رینولدز بررسی شده ماکزیمم نسبت ضریب برآ به پسای بیش تری داشته و نسبت به دو ایرفویل دیگر دیرتر با استال مواجهه می گردد. سپس ایرفویل NACA0015 انتخاب و در عدد رینولدز 27000 ضریب برآ، ضریب پسا و نسبت ضرایب برآ به پسا در محدوده زاویه 10 تا 18 درجه در آزمایشگاه مورد مطالعه تجربی و با داده های Q-Blade، فرترن و مدل KW-SST  مقایسه و نتایج نشان داد روش صفحات گردابه برای جریان هایی با عدد رینولدز کم، ضریب پسا و نسبت ضرایب برآ به پسا را در زاویه حمله کم تر و ضریب برآ را در زاویه حمله بیش تر بسیار خوب مدل کرده و درصد خطای کم تری نسبت به سایر روش های مورد بررسی دارد. نسبت ضرایب برآ به پسا در زاویه حمله 10 درجه مدل فرترن و  CFDبا درصد خطای 8/1 و 3/2 درصد و با افزایش زاویه حمله مدل CFD و فرترن در زاویه حمله 18 درجه با درصد خطای 4 و 2/5 درصد مدل کرده که در زاویه حمله کم تر مدل فرترن و در زاویه حمله بالا مدل CFD برای تحلیل مناسب است.
    کلید واژگان: ایرفویل, رینولدز, ضریب برآ, ضریب پسا, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Hossein Seifi *, Shahriar Kouravand, Mohsen Seifi Davary
    The three low Reynolds number airfoils, NACA0015, NACA0018, and NACA0021, were examined. First, CFD and experimental testing were done in the wind tunnel using the numerical Vortex-Blade method, and it was used for the panel method of the KW-SST model. The findings demonstrated that the Reynolds numbers are more affected by airfoils when there are two airfoils present, as opposed to when there are more than two. The segmentation coefficient has been used to remove the tip radius and lift coefficient in the angle of attack less and less than other methods, according to comparison and results that showed that the method of vortex shedding and lift coefficient ratios in angle of attack between 10º and 18º in the laboratory were analyzed. In the attack angle of 10° and CFD model with a 1.8 and 2.3% error rate, increasing the attack angle of the CFD model, and Fortran at an attack angle of 18° with the 4 and 5.2% Fortran model and at the top of the CFD model for the analysis.
    Keywords: Airfoil, Reynolds Number, Lift Coefficient, Drag coefficient, CFD}
  • حمیدرضا کاویانی*، احسان بشتالم

    یخ زدگی مساله ای متداول در توربین های بادی، دمنده ها و وسایل نقلیه پروازی می باشد. این پدیده تاثیر زیادی بر کاهش عملکرد ایرودینامیکی، افزایش آلودگی صوتی و اعمال بار اضافی بر روی سازه دارد. در این مقاله تاثیر یخ زدگی بر عملکرد ایرودینامیکی و ایروآکوستیکی ایرفویل ناکا-0012 مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حل ایرودینامیکی از معادلات گذرا و سه بعدی ناویر-استوکس استفاده شده است. محاسبه صوت با استفاده از معادلات فاکس-ویلیام و هاوکینز صورت گرفته است. شبیه سازی گردابه ها با استفاده از روش LES و مدل مقیاس زیر شبکه WALE انجام شده است. ابتدا تمامی روش های محاسباتی با استفاده از داده های تجربی اعتبارسنجی شده اند. سپس اثر یخ زدگی بر عملکرد ایرفویل مطالعه شده است. گردابه های جریان مورد مطالعه قرار گرفته اند و مکانیسم های تولید صوت منطبق بر این گردابه ها شناسایی شده اند. نتایج نشان می دهد که یخ زدگی باعث کاهش نیروی برآ به مقدار 9/7 درصد و افزایش 3/8 برابری نیروی پسا می شود. در بازه حداکثر حساسیت شنوایی انسان (یک تا پنج کیلوهرتز) مقدار متوسط افزایش صوت نیز در حدود 9 دسی بل می باشد که از نظر آلودگی صوتی مقدار قابل توجهی است. افزایش صوت ناشی از یخ زدگی می تواند برای شناسایی و مقابله سریع تر با این پدیده و کاهش خطرات ناشی از آن مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: ایروآکوستیک, ایرفویل, یخ زدگی, LES, WALE}
    Hamidreza Kaviani*, Ehsan Bashtalam

    Freezing is a common issue in blowers, wind turbines and flying vehicles. This phenomenon has a great impact on reducing aerodynamic performance, increasing noise pollution and imposing extra load on the structure. In this article, the effect of freezing on the aerodynamic and aeroacoustic performance of the Naka-0012 airfoil has been studied. Transient and three-dimensional Navier-Stokes equations have been used for aerodynamic prediction. Sound wave is calculated using Fox-Williams and Hawkins equations. Simulation of eddies has been done using LES method and WALE subgrid scale model. First, all calculation methods have been validated using experimental data. Then the effect of freezing on airfoil performance has been studied. Flow vortices have been studied and sound production mechanisms corresponding to these vortices have been identified. The results show that freezing reduces the lift force by 9.7% and increases the drag force by 3.8 times. In the range of maximum human hearing sensitivity (one to five kHz), the average amount of sound increase is around 9 dB, which is a significant amount in terms of noise pollution. The increase in sound caused by freezing can be used to identify and deal with this phenomenon faster and reduce its risks.

    Keywords: Aeroacoustics, Airfoil, Icing, LES, WALE}
  • احمد شرفی*

    در این مقاله، بررسی عددی اثر مکش و دمش همزمان روی ایرفویل بال یک هواپیمای مانور پذیر برای کوچک کردن حباب جدایش انجام شده است. این بررسی در عدد رینولدز106×85 و توسط نرم افزار Fluent انجام شده است. ابتدا سیستم مکش و دمش بصورت مجزا روی ایرفویل قرارگرفته و تاثیر زوایای مختلف دمش و مکش (30، 45 و 90 درجه) به همراه مکان آنها (نسبت فاصله 0، 1/0، 2/0، 3/0، 6/0، 7/0 و 8/0) بررسی شده است. در این بررسی، نسبت نیروی برآ به پسا، ضریب فشار، خطوط همتراز سرعت و فشار در حالت های مختلف نسبت به حالت بدون دمنده و مکنده مقایسه شده است. در ادامه، سیستم دمش و مکش همزمان بررسی گردید. نتایج این بررسی نشان داد که مکش در نزدیکی لبه ی حمله و دمش در قسمت انتهایی ایرفویل موجب بهبود عملکرد آیرودینامیکی می شوند که بهترین عملکرد برای دمش در فاصله 6/0طول وتر و مکش در فاصله 1/0 بود که موجب افزایش 55 درصدی نسبت برآ به پسا در مقایسه با حالت بدون دمش و مکش شده است.

    کلید واژگان: کنترل جریان, دمش و مکش همزمان, ایرفویل, جدایش جریان, واماندگی, برآ و پسا}
    A. Sharafi

    In this article, a numerical investigation of the effect of simultaneous suction and blowing on an airfoil is studied to reduce the separation bubble. This investigation was done at Re=8.5×106 and the simulations are done by commercial Fluent software. First, the suction and blowing systems are used at different blowing and suction angles (30, 45 and 90 degrees) along with their location (distance ratio 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.6, 0.7 and 0.8) were investigated. In this study, the ratio of lift to drag, pressure coefficient, velocity and pressure contours were compared in different cases compared to the one with no slot, and finally the best state was determined. The results of this study showed that the suction on the leading edge and blowing on the tailing edge can improve the aerodynamic performance of the airfoil at an angle of attack of 17 degree. The best performance was the blowing at a distance ratio of 0.6C and suction at 0.1C, which increased the lift-to-drag ratio by 55%. Compared to the one without any slot.

    Keywords: Flow control, Simultaneous suction, blowing, Airfoil, Flow separation, Stall, Drag, lift}
  • حمیدرضا کاویانی*، احسان بشتالم
    دقت روش شبیه سازی گردابه های بزرگ در جریان نزدیک دیواره به فاصله های بی بعد  و  و  شبکه در لایه مرزی وابسته است. در منابع مختلفی برای این فاصله های بی بعد پیشنهاداتی داده شده که این مقادیر بسته به فیزیک مساله و پدیده های مورد مطالعه می تواند متفاوت باشد. در این مقاله به بررسی اثر این پارامترها پرداخته شده است. بدین منظور دو نوع شبکه با تراکم مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از هر دو شبکه با استفاده از داده های تجربی حاصل از تونل باد در باند یک سوم اکتاو اعتبارسنجی شده است. در مطالعه گردابه ها با استفاده از خطوط جریان و معیار-کیو مشاهده شد که استفاده از فاصله بی بعد بزرگتر بر روی سطح دیواره باعث افزایش مقیاس طولی و قدرت گردابه ها شده و در نتیجه قدرت امواج آکوستیکی بیشتر از مقدار واقعی تخمین زده می شود. این مساله در زوایای مختلف مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که اختلاف بین دو شبکه در زوایای مختلف تغییر می کند. حداکثر اختلاف بین میانگین کلی سطح فشار صوت به دست آمده در دو شبکه در حدود یازده دسیبل در زاویه 135 درجه مشاهده گردیده است. با توجه به اینکه فاصله های بی بعد استفاده شده در هر دو شبکه در محدوده مجاز پیشنهاد شده در مراجع قبلی بودند، می توان گفت برای پیش بینی صحیح قدرت امواج آکوستیکی به الزامات سخت گیرانه تری برای فواصل بی بعد نسبت به تحقیقات گذشته نیاز است.
    کلید واژگان: سطح فشار صوت, تراکم شبکه, شبیه سازی گردابه های بزرگ, ایرفویل, باند یک سوم اکتاو}
    Hamidreza Kaviani *, Ehsan Bashtalam
    The accuracy of the large eddy simulation method near the wall depends on the non-dimensional distances y ^ +, x ^ + and z ^ + of the grid in the boundary layer. Study on these non-dimensional distances have been made in various research. But these values ​​can vary depending on the physics of the problem and the phenomena being studied. In this article, the effect of these parameters is investigated on sound estimation. For this purpose two types of grids with different setting have been used. The results obtained from both grids have been validated using experimental data in the one-third octave band . In the study of vortices, using flow lines and Q-criteria, it was observed that the use of larger non-dimensional distances on the wall surface increases the longitudinal scale and strength of vortices and as a result the strength of acoustic waves is estimated to be higher than the actual value. This issue was studied from different directions and it was observed that the differences between the two grids varies at different angles. The maximum difference between the total average sound pressure level obtained by the two meshes is about eleven decibels at an angle of 135 degrees. Considering that the two-dimensional distances used in the both grids were within the suitable ranges suggested in the previous study, it can be said that more stringent requirements for non-dimensional distances are needed to accurately predict the strength of acoustic waves.
    Keywords: sound pressure level, Grid density, Large Eddy Simulation, Airfoil, One-third octave band}
  • A. Boudis *, D. Hamane, O. Guerri, A. C. Bayeul-Lainé
    In this study, airfoil shape optimization of a wind turbine blade is performed using the ANSYS Fluent Adjoint Solver. The aim of this optimization process is to increase the wind turbine output power, and the objective function is to maximize the airfoil lift to drag ratio (Cl/CD ). This study is applied to the NREL phase VI wind turbine, therefore, the S809 airfoil is used as a reference profile. First, for the validation of the applied numerical model, steady-state simulations are carried out for the S809 airfoil at various angles of attack. Then, the optimization is performed with the airfoil set at a fixed angle of attack, , considering three Reynolds numbers, Re =3 105,4.8 105  and 106. Next, computations are performed for the fluid flow around the optimized airfoils at angles of attack AOA= 6.1° ranging from 0° to 20°. The results show that (i) the lift to drag ratios of the optimized airfoils are significantly improved compared to the baseline S809 airfoil, (ii) this improvement is sensitive to the Reynolds number, and (iii) the Cl/CD ratios are also improved for another angle of attack values. Thereafter, the optimized airfoils are used for the design of the NREL Phase VI blade and the aerodynamic performances of this new wind turbine are assessed using the open-source code QBlade. These latter results indicate that when the blades are designed with the optimized airfoils, the wind turbine aerodynamic performances increase significantly. Indeed, at a wind speed of 10 m/s, the power output of the wind turbine is improved by about 38% compared to that of the original turbine.
    Keywords: CFD, Airfoil, Wind turbine blade, Aerodynamic performance, Adjoint solver, Shape optimization}
  • حسین اتحادی، مسعود تبیان جهرمی، حامد علی صادقی*
    در سال های اخیر، روش های عملگر در شبیه سازی های آیرودینامیکی مورد اقبال پژوهشگران قرارگرفته اند. این روش ها نسبت به روش هایی که در آن جسم صلب به صورت کامل مدل می شوند، سرعت محاسباتی بیشتری دارند، همچنین نسبت به روش های مرسومی که در آن از مدل های ساده شده، استفاده می کنند از دقت بیشتری برخوردار است. در این تحقیق روش صفحه ی عملگر برای شبیه سازی دو بعدی جریان حول ایرفویل در جریان پایا و تراکم ناپذیر به کار گرفته شده است. برای این منظور یک حلگر جریان به روش میانیابی اصلاح جرمی با مدل صفحه ی عملگر جفت شده است. به منظور ارزیابی دقت نتایج، روش صفحه ی عملگر با روش شبیه سازی کامل ایرفویل، مقایسه شده است. همچنین برای اولین بار تاثیر پارامترهای مختلف روش صفحه ی عملگر بر دقت شبیه سازی جریان موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت نیز کانتورهای فشار و ورتیسیته با روش صفحه ی عملگر محاسبه شده و نتایج آن با نتایج حل عددی کامل ایرفویل مقایسه شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که اگر چه روش صفحه ی عملگر در محاسبه ی پارامترهایی چون سرعت و فشار، دقت متوسطی دارد، ولی قادر است نیروهای آیرودینامیکی و ساختار جریان را با دقت قابل قبولی پیش بینی کند. از روش ارائه شده دراین تحقیق، می توان به عنوان ابزاری کارامد در مطالعه نمونه های پیچیده تر استفاده نمود.
    کلید واژگان: صفحه ی عملگر, ایرفویل, جریان پایا, جریان دوبعدی, جریان تراکم ناپذیر}
    Hossein Ettehadi, Masoud Tebyan Jahromi, Hamed Alisadeghi *
    In recent years, actuator methods in aerodynamic simulations have been favored by researchers. These methods can significantly reduce the computational effort compared to full-scale body resolving simulations. They are also more accurate than conventional methods that use simplified models. In this study, an actuator surface model is used to simulate flow around an airfoil in a steady two-dimensional incompressible flow. In these models, the geometry of the airfoil is represented by volume forces distributed along the airfoil chord. For this purpose, the collocated method of mass corrected interpolation method is coupled with the Actuator Surface Model. To determine the accuracy of the results, the actuator surface method is compared with the full- computational fluid dynamics simulation method. Besides, a new study is presented to investigate the effect of changing different parameters of the actuator surface model on the accuracy of results. Finally, pressure and vorticity contours are plotted, and obtained results are compared with full- computational fluid dynamics results. The obtained results show that although the actuator surface has a moderate accuracy in calculating parameters such as velocity and pressure, it can predict aerodynamic forces and flow structures with acceptable accuracy. The method presented in this article can be used as an efficient tool in studying more complex cases.
    Keywords: Actuator Surface, Airfoil, Steady Flow, 2D Flow, Incompressible Flow}
  • میلاد اقبال، سجاد قاسملوی*، سید حسین ساداتی
    جهت دستیابی به مداومت پروازی طولانی بازده آیرودینامیکی بالایی مورد نیاز می باشد. می توان با بهینه سازی ایرفویل بازده آیرودینامیکی آن را افزایش داد. پس از تحقیق در مورد روش های بهینه سازی از الگوریتم گردیانی جهت انجام بهینه سازی استفاده شده است. در این مقاله ایرفویل GOE 493 جهت استفاده در پهپاد ارتفاع متوسط با مداومت پروازی طولانی بهینه سازی شده است. برای شبکه بندی میدان حل حول ایرفویل، از شبکه باسازمان و نرم افزار آی سی ام سی اف دی استفاده شده است. برای شبیه سازی عددی جریان مغشوش بعد از بررسی مدل های آشفتگی مختلف و مقایسه نتایج حاصل از آن ها با نتایج تجربی، از مدل k-kl-omega و روش حجم محدود به همراه الگوریتم کوپل شده استفاده شده است. پس از تحقیق، الگوریتم الحاقی جهت این بهینه سازی استفاده شده است. تابع هدف در این بهینه سازی بازده آیرودینامیکی بوده است. نتایج حاصل برای ایرفویل بهینه شده نشان می دهد که بازده آیرودینامیکی در حالت کروز، 2 برابر نسبت به حالت اولیه افزایش یافته است.
    کلید واژگان: ایرفویل, برآ, پسا, بازده آیرودینامیکی, بهینه سازی, الگوریتم الحاقی}
    Milad Eghbal, Sadjad Ghasemlooy *, Hosein Sadati
    Aerodynamic efficiency should be desirable to achieve long endurance. It is possible to increase its aerodynamic efficiency by optimizing the airfoil. After researching the optimization methods, a gradient algorithm has been used to perform the optimization. In this paper, GOE 493 airfoil is optimized for use in medium altitude UAVs with long endurance. The flow around the airfoil is made of structure mesh and ICMCFD software have been used. For computational fluid dynamics of turbulent flow, after examining different turbulence models and comparing their results with experimental results, the k-kl-omega model and finite volume method with coupled algorithm have been used. After research, the adjoint algorithm has been used for this optimization. The objective function in this optimization has been aerodynamic efficiency. The results for the optimized airfoil show that the aerodynamic efficiency in the cruise mode is doubled compared to the initial state.KEYWORD: Airfoil, Aerodynamic Efficiency, Optimization, Adjoint Algorithm
    Keywords: Airfoil, Aerodynamic Efficiency, optimization, Adjoint Algorithm, UAV}
  • بابک مرادی*، حسن عیسوند
    در این مقاله روش مدل سازی پاسخ های آیرودینامیکی هواپیما به پروفیل تندباد 1-cos ارایه شده است. موارد آزمایش در نظر گرفته شده، ایرفویل دو بعدی ناکا 0012 جهت صحت سنجی روش بکار گرفته شده و ایرفویلهای دو بعدی بال یک هواپیمای سبک ناکا 23012، 23015 و 5/23016و همچنین بال سه بعدی همان هواپیما در عددهای ماخ 1/0 ، 2/0 و 3/0 می باشد. فرض بر این است که موارد آزمایش، صلب هستند و فقط پروفایل های تندباد، طولی در نظر گرفته می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که پاسخ های آیرودینامیکی تندباد 1-cos به خوبی با تابع تقریبی کوشنر موافق هستند. در حالت دو بعدی برای یک ایرفویل خاص با افزایش عدد ماخ، دامنه ضریب برآی افزایشی ناشی از تندباد، افزایش و طول موج، کاهش می یابد. با افزایش ضخامت ایرفویل در یک عدد ماخ، دامنه ضریب برآی افزایشی، ثابت می ماند ولی طول موج، افزایش می یابد. در حالت سه بعدی برای یک بال با افزایش عدد ماخ، دامنه ضریب برآی افزایشی، افزایش و طول موج، ثابت می ماند.
    کلید واژگان: تندباد, ایرفویل, عدد ماخ, ضریب برآی افزایشی, تابع کوشنر}
    Babak Moradi *, Hassan Isavand
    In this paper, the modeling method of aircraft aerodynamic responses to the 1-cos gust profile is presented. Test cases considered are, a two-dimensional NACA0012 airfoil was used to verify the method and two-dimensional NACA23012, NACA23015, and NACA23016.5 airfoils of the wing of a light aircraft and three-dimensional wing of the same aircraft in Mach numbers 0.1, 0.2 & 0.3. The test cases are assumed to be rigid and only gust profiles are considered longitudinal. The simulation results show that the aerodynamic responses of 1-cos gust agree well with Küssner approximate function. In the two-dimensional mode for a particular airfoil, as the Mach number increases, the amplitude of the incremental lift coefficient due to the gust increases, and the wavelength decreases. As the thickness of the airfoil in a Mach number increases, the amplitude remains constant, but the wavelength increases. In the three-dimensional mode, for a wing by increasing the Mach number, the amplitude increases and the wavelength remain constant.
    Keywords: Gust, Airfoil, Mach number, Incremental lift coefficient, Küssner Function}
  • A. Sathyabhama *, B. K. Sreejith
    The effect of leading-edge tubercles on the aerodynamic performance of E216 airfoil is studied by steady 3D numerical simulations using Transition γ−Reθ turbulance model. The investigation is carried out for the various angles of attack in the pre-stall region at Reynolds number of 100,000. Various tubercle configurations with different combinations of amplitude ranging from 2 mm to 8 mm and wavelength varying from 15.5mm to 62 mm are studied. The effect of tubercle parameters on the laminar separation bubble (LSB) is extensively studied. Improvement in the coefficient of lift (Cl) is observed for most of the tubercled models and is significant at high angles of attack. But the simultaneous increase in the drag coefficient resulted in a marginal improvement in the coefficient of lift to drag ratio (Cl/Cd) for most of the cases except for A2W62, which produced a peak value of 46.91 at AOA 6◦ which is higher than that for the baseline by 7.37%. Compared to the baseline, the magnitude of suction peak is higher along the trough and lower along the peak. The low amplitude and low wavelength tubercle model exhibited smooth surface pressure coefficient (Cp) distribution without any sign of strong LSB formation. The LSB moves upstream with the increase in amplitude and wavelength. The LSB along the trough is formed ahead of that at peak inducing three-dimensional wavy shaped LSB unlike the straight LSB as in baseline. Two pairs of counter rotating vortices are formed on the airfoil surface between the adjacent peaks at two different chord-wise locations which strongly alter the flow pattern over it.
    Keywords: Airfoil, Laminar separation bubble, Small scale wind turbine, Tubercle, Turbulent flow}
  • C. Panigrahi, R. Chawla, M. T. Nair *
    The effects of a Trapped Vortex Cavity (TVC) on the aerodynamic performance of a NACA 0024 airfoil at a constant angle of attack (AoA) of 14◦ were investigated in this study. It was observed that mass suction (MFR) was required to stabilise the vortex within the cavity segment. Lift to drag ratio (L/D) and MFR were chosen as performance objectives, along with a fully attached flow constraint (flow separation at X/c ≥ 95% ). Parametric analysis was carried on the baseline airfoil with and without suction and compared to the airfoil with TVC with and without suction. It was observed that L/D increases as MFR increases for a baseline airfoil, and flow separation is delayed at high suction values (MFR = 0.2 kg/s). The TVC modifies the pressure distribution on the baseline airfoil when MFR is applied to the cavity section and there is a significant increase in lift; thus, L/D increases and flow separation is delayed. A lower value of MFR = 0.08 kg/s is sufficient to stabilise the vortex and improve the efficiency of the TVC airfoil. The findings of these parametric studies were used to do a multi-objective optimisation using a genetic algorithm to attain the desired cavity shape while achieving the largest L/D and the lowest MFR (that is proportional to the power required for control) with a fully attached flow constraint. It was found that mass suction and cavity shape both had an equal influence on flow control. The Pareto optimal front yielded a series of optimum designs. One of them was subjected to an off-design analysis in order to validate its performance at other incidences. It was observed that it performs better than the baseline airfoil, with an improved L/D and an increase in stall angle from 10◦ to 14◦.
    Keywords: Airfoil, Vortex, Cavity, Flow separation, Multi-objective optimisation, Genetic Algorithm, Mass suction, Turbulence}
  • محمد سعیدی، رضا آقایی طوق*

    در این تحقیق به بررسی اثر ترکیب هم زماننیم پره  و شیار طولی در تعویق جدایش جریان ایرفویل متداول توربین بادی پرداخته شده است و چهار نوع شیار مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی آیرودینامیکیانجام شده، بر اساس جریان پایای عبوری از روی ایرفویل NREL S809 و روش حل به صورت عددی و با استفاده از شبکه با سازمان انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در عدد رینولدز 106و با زاویه حمله 22/16 درجه ، با افزودن نیم پره، جدایش جریان از 47/0=x/c تا 67/0=x/cبه تعویق می افتد و ضریب برا  از مقدار 17/1 تا مقدار 92/1و به میزان 64%  افزایش می یابد. سپس با بررسی افزودن چندین نوع شیار طولی در لبه فرار ایرفویل مشاهده گردید که نوعی شیار سینوسی شکل با 45 درجه تقدم فاز بهترین کارایی را دارد و با انجام شبیه سازی های مختلف روی مقادیر دهانه، عمق و محل شیار سینوسی، مناسب ترینمقدار پارامترهای متغیر، به ترتیب با مقدار دهانه 3% وتر ، عمق 5/0% وتر و محل 85/0=x/cبه دست آمد که با حذف کامل جدایش جریان در رینولدز و زاویه حمله ذکرشده، ضریب برا تا مقدار 54/2و به میزان 117% افزایش می یابد.

    کلید واژگان: جدایش جریان, پره توربین بادی, ایرفویل, شیارهای طولی, نیم پره, تعویق جدایش جریان}
    Mohammad Saeedi, Reza Aghaei Tough *

    This study is conducted on the effects of leading-edge slat and longitudinal slots in delaying the flow separation. The case study is a conventional wind turbine airfoil and four different types of slots have been investigated. The aerodynamic simulation is performed on the basis of a steady state air flow over the NREL S809 airfoil and the solution is obtained numerically using the structured grids. The results show that at Reynolds number of 1e+6 and an angle of attack equal to 16.22o, with the addition of leading-edge slat, the separation is delayed from x / c = 0.47 to x / c = 0.67 and the lift coefficient is increased by 64% (from 1.17 to 1.92). So, by adding several types of longitudinal slots, it is observed that a sinusoidal slot with 45o of phase lead, has the best performance.Through studying the values of the aperture, depth and location of the sinusoidal slot, the best values of these parameters were obtained as follows: 3% of the chord for the aperture value, 0.5% of the chord for the depth value and 0.85 for the x/c ratio. By completely removing the flow separation, at the mentioned Reynolds number with the same angle of attack, the lift coefficient has 117% increase, reaching the value of 2.54.

    Keywords: Flow Separation, wind turbine blade, Airfoil, longitudinal slot, slat, delaying flow separation}
  • H. Akbıyık, H. Yavuz

    Prediction of the aerodynamic forces acting on a NACA 2415 airfoil equipped with plasma actuators is carried out by using artificial neural network. The data sets for ANN model include the experiments which are plasma actuator positions for effective flow control, different Reynolds numbers and various attack angles. Mean absolute percentage and mean squared errors are calculated to assess the performance of the training and the testing stages of ANN model in prediction of drag and lift coefficients. The maximum error for lift and drag estimation are 12.84% and 23.705%, respectively. Also, as a part of the presented study, the process parameters affecting the performance of the plasma actuators in active flow control around a NACA 2415 airfoil is presented in detail. The well-matched results of the ANN based estimations of the ANN indicates that there is almost no need for dealing with complex experimental studies to determine the aerodynamic performance of the NACA2415 airfoil, hence providing the advantage of saving time and cost. Furthermore, the experimental results along with the ability of ANN to estimate aerodynamic performance parameters provide a good database in the active flow control related research field.

    Keywords: Airfoil, Plasma actuator, Flow control, Artificial neural networks}
  • اسلام عزت نشان*

    در این تحقیق، یک الگوریتم عددی موثر و کارآمد بر پایه روش های تیوری محاسبه نوفه [i] در جریان های آیرودینامیکی حول هندسه های دوبعدی ارایه می شود. در این راستا، روش های تیوری برای تخمین انواع نوفه حاصل از اندرکنش جریان با سطح مقطع ایرفویل آورده شده و نحوه تعمیم آنها به مدل سازی نوفه کلی جریان ارایه شده است. معادلات حاکم استخراج شده و یک حل گر عددی آکوستیک برای مقاطع دوبعدی توسعه داده شده است. با استفاده از این حل گر، میدان جریان و اکوستیک حول دو هندسه مرجع دوبعدی شبیه سازی شده و نتایج به دست آمده گزارش شده اند. نتایج به دست آمده از حل گر حاضر برای شبیه سازی و تحلیل نوفه حول بال های شبه سه بعدی با دو هندسه ایرفویل NACA0012 و S822 و مقایسه آنها با نتایج تجربی و عددی نشان می دهند که این حل گر با دقت خوب و سرعت اجرای بالا، قابلیت تعیین مشخصات آیرواکوستیکی را در هندسه های دوبعدی/ شبه سه بعدی به خوبی دارا است.

    کلید واژگان: روش های تئوری, تخمین نویز, هندسه های دوبعدی, ایرفویل, اعتبارسنجی الگوریتم عددی}
    Eslam Ezzatneshan *

    In the present study, an efficient numerical algorithm based on theoretical methods is developed for the prediction of the noise of aerodynamic flows around two-dimensional geometries. The theoretical formulation for calculating different types of noise is proofed and a solver with a negligible computational cost is developed accordingly. By using the present noise solver, the aeroacoustic characteristics around two test cases are predicted and the obtained results are presented in comparison with the available numerical and experimental data. The present results for noise around NACA0012 and S822 are in excellent agreement with those reported in the literature which shows the accuracy and performance of the present solver based on the theoretical formulation. Employing this quick solver is very crucial to save costs in the preliminary design process of low noise geometries in aerospace engineering. The extension of the present two-dimensional noise solver for the prediction of noise properties around three-dimensional geometries is undergoing.

    Keywords: Theoretical methods, Noise prediction, two-dimensional geometries, Airfoil, algorithm validation}
  • T. Durhasan

    In the present study, the flow control mechanism of SD7062 airfoil by a rod illustrated using Particle image velocimetry (PIV) technique at pre-stall angles of attack at Reynolds number of Re = 30000. The rod was installed on the suction surface of the airfoil at different chordwise locations. Diameter of the rod was normalized with the chord length of the airfoil and three diameter ratios (d / c = 0.017, 0.033 and 0.044) were examined at angles of attack of α = 6°, 8° and 10°. Formation of laminar separation bubble for the baseline airfoil and the effect of rod on the laminar separation bubble were investigated in detail. It is observed that the height of boundary layer was reduced up to 22% by proper rod location and diameter ratio. Moreover, the rod suppressed the unsteady vortices over the suction surface of airfoil significantly. Therefore, the peak magnitudes of turbulent statistics were also decreased up to 30% by the rod.

    Keywords: Airfoil, Control rod, Flow control, Low Reynolds number flow}
  • ابوالفضل پوررجبیان*، مرتضی رحمانپور
    در این پژوهش به محاسبه زمان راه‌اندازی یک میکرو توربین بادی پرداخته می‌شود. به این منظور از نظریه‌ی اندازه حرکت المان پره استفاده شده و پس از صحت سنجی کد تهیه شده، پارامتر زمان راه‌اندازی محاسبه می‌شود. سپس با توجه به محدودیت کاری رینولدز، چهار ایرفویل NACA4412، SD7062، SG6040 و SG6043 انتخاب و اثر بهره‌گیری از آن‌ها بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد استفاده از ایرفویل SG6043 نه تنها توان بیشتری را به همراه داشته بلکه زمان راه‌اندازی کمتری نیز دارد. نسبت بالای برآ به پسآی ایرفویل SG6043 به همراه کم بودن مساحت سطح از عوامل اصلی برتری این ایرفویل می‌باشد.
    کلید واژگان: میکرو توربین بادی, زمان راه‌اندازی, پره, ایرفویل, ضریب توان}
    Abolfazl Pourrajabian *, Morteza Rahmanpour
    The study investigates the effect of airfoil used in a horizontal axis wind turbine blade on its power coefficient and also the starting time. Although the effect of airfoil type used in wind turbine blades is known from the aerodynamics viewpoint and researchers have tried to use airfoils with high aerodynamic efficiency, the appropriate choose of an airfoil requires more investigation from the standpoint of starting. In this study, the output power and the starting time of a small horizontal axis wind turbine are calculated via blade element momentum theory. For that purpose, a numerical scheme is developed and validated by the experimental data. Thereafter, the four airfoils namely NACA4412, SD7062, SG6040 and SG6043 are selected and the effect of employing these profiles on the turbine performance is examined. The results reveal that the use of SG6043 airfoil not only leads to more output power but it also results in shorter starting time. The superiority of SG6043 over other airfoils are due to its higher lift to drag ratio and also its lower surface area.
    Keywords: Micro wind turbine, starting time, blade, Airfoil, power coefficient}
  • محمد احسان کاظمیان*، امیرحسین کاظمیان، سید محمد جعفریان
    در این مقاله با کمک شبیه سازی در نرم افزار تحلیل سیالاتی فلوئنت تاثیر تغییر پارامترهای فلپ گارنی از قبیل تغییر زاویه حمله، عدد رینولدز، زاویه و ارتفاع فلپ و محل قرارگیری آن از لبه فرار روی ضریب بالاروندگی یک ایرفویل متقارن مورد بررسی قرار می گیرد. مدل سازی به صورت 2بعدی است و مدل آشفتگی استفاده شده k_ε در نظر گرفته شده است. همچنین با استفاده از روش تحلیل آزمایش ها به کمک مدل حذف رگرسیون پس گرد  که یک روش آماری برای انتخاب جملات مدل و ترم های خطای برآورد شده است، مقدار ضریب بالاروندگی به صورت تابعی از پارامترهای موثر معرفی می شود. با استفاده از تابع به دست آمده می توان مقدار ضریب بالاروندگی ایرفویل را تعیین و پیش بینی نمود. مقادیر عددی حاصل از تابع ضریب بالاروندگی منتج از روش تحلیل آزمایش ها همخوانی خوبی با سایر مقالات معتبر دارد. نتایج نشان می دهد که در یک زاویه حمله ثابت، با افزایش طول فلپ گارنی مقدار ضریب بالاروندگی افزایش می یابد و از سوی دیگر در  ارتفاع فلپ گارنی ثابت، با افزایش زاویه حمله این مقدار کاهش می یابد. علاوه بر این با افزایش فاصله محل قرارگیری فلپ گارنی از لبه فرار ایرفویل در زاویه 90درجه و ارتفاع  1/5% و همچنین افزایش عدد رینولدز در یک فلپ گارنی با طول ثابت، ضریب بالاروندگی افزایش می یابد.
    کلید واژگان: ایرفویل, ضریب بالاروندگی, فلپ گارنی, روش تحلیل آزمایش ها}
    M.E. Kazemian*, A.H. Kazemian, S.M. Jaafarian
    In this paper, the effect of the Gurney flap parameters such as the angle of attack, Reynolds number, angle and height of the flap and its location from the escape edge on the lift coefficient of a symmetric airfoil is considered with the help of simulation in computational fluid dynamic software of Fluent. The turbulence model k-ε is used for the two-dimensional domain. Also, the value of the lift coefficient is introduced as a function of effective parameters by the design of experiment (DOE) method and using the backward elimination regression model which is a statistical method for selecting the model and estimated error terms. The value of the airfoil lift coefficient can be determined and predicted by the obtained function. The numerical values derived from the function of the lift coefficient resulted from the design of experiment method are in good agreement with other valid papers. The results show that at the constant attack angle by increasing Gurney flap height, lift coefficient increase. On the other hand, at the constant height of the Gurney flap, this coefficient decreases with increasing angle of attack. Moreover, the lift coefficient increased by increasing the distance of the Gurney flap from the airfoil escape edge at a 90-degree angle and 1.5%, as well as increasing the Reynolds number at a constant height of a Gurney flap.
    Keywords: Airfoil, Lift Coefficient, Gurney Flap, Design of Experiments (DOE) Method}
  • Z. Zuo *, Q. Huang, S. Liu
    This paper presents the numerical analysis on the aerodynamic flows and noise of airfoils with serrated trailing edges at 5 =1.6 10 Re  . Flow simulations were performed with an embedded large eddy simulation (ELES) method. Two modified airfoils with serrated trailing edges (same widths, different lengths) were studied and compared with the baseline airfoil baseline NACA-0018 airfoil. It is seen that the unsteady lift and drag coefficients of the baseline airfoil A0 have a peak at about 2270Hz, which is close to the tonal noise frequency experimentally observed. Under the flow conditions studied in this research, the longer saw tooth serrations changed the flow fields near the trailing edge, which provides the potential of suppressing the tonal noise. Predictions based on acoustic analogy indicate that the longer saw tooth serrations decreases the overall sound pressure levels. This paper provides a basic understanding of the noise reduction mechanism in the airfoils with serrated trailing edges.
    Keywords: Aerodynamic noise, Airfoil, Serrated trailing edge, Embedded Large Eddy Simulation (ELES), Numerical simulation}
  • امیر بک خوشنویس*، رضا قزلباش، بهروز ظفرمند
    در پژوهش پیش رو با روش جریان سنج سیم داغ تک بعدی، به بررسی اثر زبری بر روی سطح مقطع ایرفویل مدل S823 که از سری ایرفویل های توربینی خانگی بوده، پرداخته شده است. مؤلفه های نوسانی و میانگین زمانی سرعت جریان در دنباله در دو حالت سطح صاف و نیز سطح دارای زبری بالا و برای دو سرعت 5 و 10 متر بر ثانیه اندازه گیری شده است. هم چنین، تغییرات ضریب پسا در دو حالت به دست آمده و مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق سعی بر آن شد که از روش دنباله ای که یک روش تجربی برای محاسبه مولفه های سرعت است، برای اندازه گیری پارامترها استفاده شود. اندازه گیری ها در فواصل بدون بعد 3, 2, 1, 5/0, 01/0 x/c= انجام پذیرفته است (طول وترc ≡ و فاصله از پشت ایرفویل x ≡). با توجه به شکلها و نتایج آزمایشات مشاهده می شود که با افزایش فاصله در جهت طولی (x) پهنای دنباله بیشتر شده و سطح بیشتری را تحت تاثیر قرار می دهد. هم چنین، دور شدن از پره در جهت طولی باعث پهن شدن اوج کمینه سرعت و درنهایت از بین رفتن آن می شود که در حالت سطح زبر دنباله دارای پهنای بیشتر شده و برای رسیدن به سرعت جریان آزاد نیاز به دور شدن بیشتری است.
    کلید واژگان: ضریب پسا, شدت اغتشاشات, پره, دنباله, زبری}
    A. B. Khoshnevis*, R. Ghezelbash, B. Zafarmand
    In this research the effect of roughness on airfoil sections with one dimensions hot-wire anemometer has been studied. The factors of oscillating and the average time of flow velocity was measured for two positions. Soft and rough surfaces in 5 and 10 m/s speed, also changes in the drag coefficient was obtained and examined in two modes. For measuring the parameters the sequence method (experimental) for calculating the speed component measurements have been performed without dimension at x/c=0.01, 0.5, 1, 2 and 3 (c means chord length and x means distance from the back of airfoil) was used. According to the graphs and results of experiments it is observed that with increasing distance from the longitudinal direction the width of the trail increased more surface will affect. Also moving away from blade in the longitudinal direction makes minimum speed peaks spread eventually it will go away but in case of a rough surface width of the trail increase and to achieve free-stream velocity we need more distance from blade.
    Keywords: Drag Coefficient, Turbulence Intensity, Airfoil, Wake, Roughness}
  • H. Hamdani *, H. Zareen
    The effect of various conditions on the thrust generation of 2-D airfoil in pure plunging motion has been investigated. These conditions include different airfoil shapes, different Reynolds numbers (Re) and reduced frequencies (K). The three different shapes used in this study are the NACA0014, the ellipse, and the flat plate airfoil, whereas, the three Re used in the study are 1000, 10000, and 25000 for the three values of K at 2.0, 1.0, and 0.5. For all these parametric studies, the thickness (t/c ratio) of all the airfoil has been kept as constant at 14% t/c ratio. During sinusoidal plunging motion, CL and CD varies in a sinusoidal manner however CL and CD lags with the airfoil motion and the time averaged lift coefficient over one complete cycle is zero whereas the time averaged drag coefficient is negative and non-zero i.e. thrust is produced. The reason behind the thrust generation is due to the formation of the Reverse Karman Vortex Street in the wake of the airfoil.NACA0014 airfoil produces more negative values of the drag coefficient as compared to the ellipse and flat plate which indicates that the shape effect is important for thrust generation which is due to the pressure changes that occur close to the leading edge of the airfoil and it is more pronounced for an airfoil with large Δy variation near the leading edge , for instance NACA 0014. As the Re is increased, the time averaged drag coefficient becomes more negative and the thrust produced by the NACA0014 airfoil remains higher as compared to the other two airfoil which shows that the airfoil shape effect is dominant. As K reduces, time averaged drag coefficient (thrust) decreases and the airfoil shape effect becomes less prominent as K is decreased (or the unsteady effect decreases). It is seen that for all the cases, the CDv (drag due to viscous forces) is very small and major contribution of negative drag (thrust) comes from the pressure forces.
    Keywords: Thrust, Reverse Vortex shedding, Airfoil, Vorticity, Plunge, Reduced frequency}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال