مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه تجربی و عددی اثرات تجمیع یخ بازگشتی بر روی عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل NACA23012

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشیار تهران پارس,دانشکده هوافضا دانشگاه خواجه نصیر
چکیده
در این مقاله، اثرات آیرودینامیکی تجمیع یخ بازگشتی بر روی ایرفویل NACA 23012 بصورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، آزمایشات در عدد رینولدز Re=0.6×〖10〗^6 در محدوده زوایای حمله 0 تا 20 درجه، بر روی ایرفویل‌ یخ‌زده بازگشتی، انجام شد و سپس نتایج آن با نتایج حاصل از ایرفویل بدون یخ مورد مقایسه قرار گرفت. به طور کلی با مطالعه رفتار الگوی جریان و ضرایب آیرودینامیکی برای ایرفویل یخ‌زده و مقایسه نتایج آن‌ها با ایرفویل بدون یخ مشخص شد که یخ‌زدگی به دو صورت بر روی عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل تأثیر می‌گذارد. در حالت اول که در زوایای حمله پایین و تا قبل از شروع حالت واماندگی ایرفویل اتفاق می‌افتد، تأثیر یخ‌زدگی موضعی است. در این حالت، تشکیل یخ بر روی ایرفویل، باعث شکل-گیری یک حباب جدایش جریان پشت توده یخ، در سطح بالایی ایرفویل می‌گردد. با شبیه‌سازی میدان جریان به صورت عددی، حباب جدایش تشکیل شده در پشت یخ، مشاهده شد. اما تأثیر اصلی پدیده یخ‌زدگی، به حالت دوم مربوط می‌شود که در زوایای حمله نزدیک به واماندگی و بعد از آن اتفاق می‌افتد. در این حالت، الگوی جریان اطرف ایرفویل و همچنین ضرایب آیرودینامیکی به صورت اساسی و قابل‌توجه تغییر می‌کند. بعلاوه، آشکار شد که یخ بازگشتی باعث می‌شود زاویه واماندگی 2 درجه و ضریب برآی بیشینه حدود 8 درصد کاهش یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental and Numerical study of Runback ice accretion effects on aerodynamic performance of NACA23012 airfoil

نویسندگان English

Mohammad Mahdi Nazemi 1
Masoud Mirzaei 2
Sohrab Gholamhosein Pouryoussefi 1
چکیده English

In this paper, Effects of runback ice accretion on NACA 23012 airfoil have been studied experimentally and numerically. For this purpose, experiments were applied on runback ice within Reynolds number of 0.6×〖10〗^6 over the angle of attack from 0 degree to 20 degree and then results were compared with the results of clean airfoil. Generally, Having examined behavior of the flow pattern and aerodynamic coefficients of the iced airfoil the results of which were compared to that of the clean airfoil, it can be concluded that icing phenomenon affects aerodynamic performance of the airfoil in two ways; in the first way that occurs at low angles of attack prior to stalling of the airfoil the effect is local .In this case ice accretion on the airfoil contributes to formation of a flow separation bubble behind the ice ridge on the upper surface of the airfoil. After numerical simulation of flow field, flow separation bubble behind the ice ridge was observed. The main effect of icing which is related to the second way occurs at angles of attack close to stall and post-stall. In this case flow pattern around the airfoil as well as aerodynamic coefficients undergo a fundamental change. In addition, it was made clear that runback ice causes stall angle decreases 2 degree and maximum lift reduces about 8 percent.

کلیدواژه‌ها English

Aviation accidents
Airfoil icing
Runback ice
NACA23012 airfoil