اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات38
تعداد شماره‌ها1,240
تعداد مقالات8,994
تعداد مشاهده مقاله7,846,617
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,707,247
شجاعی فرد, محمدحسن, خرم پناهی, امین, خیرخواه وطن, مجتبی. (1396). مطالعه تجربی و عددی اثر پارامترهای نوسانی روی مشتقات پایداری دینامیکی ایرفویل NACA0012. پدافند الکترونیکی و سایبری, 6(1), 27-38.
محمدحسن شجاعی فرد; امین خرم پناهی; مجتبی خیرخواه وطن. "مطالعه تجربی و عددی اثر پارامترهای نوسانی روی مشتقات پایداری دینامیکی ایرفویل NACA0012". پدافند الکترونیکی و سایبری, 6, 1, 1396, 27-38.
شجاعی فرد, محمدحسن, خرم پناهی, امین, خیرخواه وطن, مجتبی. (1396). 'مطالعه تجربی و عددی اثر پارامترهای نوسانی روی مشتقات پایداری دینامیکی ایرفویل NACA0012', پدافند الکترونیکی و سایبری, 6(1), pp. 27-38.
شجاعی فرد, محمدحسن, خرم پناهی, امین, خیرخواه وطن, مجتبی. مطالعه تجربی و عددی اثر پارامترهای نوسانی روی مشتقات پایداری دینامیکی ایرفویل NACA0012. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1396; 6(1): 27-38.

مطالعه تجربی و عددی اثر پارامترهای نوسانی روی مشتقات پایداری دینامیکی ایرفویل NACA0012

مکانیک سیالات و آیرودینامیک
مقاله 2، دوره 6، شماره 1 - شماره پیاپی 19، تیر 1396، صفحه 27-38    اصل مقاله (1.27 M)
نویسندگان
محمدحسن شجاعی فرد* ؛ امین خرم پناهی؛ مجتبی خیرخواه وطن
دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران
تاریخ دریافت: 06 دی 1396،  تاریخ بازنگری: 30 بهمن 1397،  تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397 
چکیده
در این مقاله سعی شده است تا اثر پارامترهای نوسانی روی هر یک از مشتقات پایداری دینامیکی یک جسم پرنده دو‌بعدی به صورت های تجربی و عددی بررسی شود. به منظور تخمین مشتقات پایداری دینامیکی لازم است پاسخ آیرودینامیکی جسم به یک مانور مشخص به‌دست آید. در این تحقیق معادلات حرکت جسم به گونه ای بازنویسی شده که بتوان هر یک از مشتقات پایداری را به صورت جدا از هم در معادلات مشاهده و مانور مناسب را به منظور تعیین آن مشتق پیشنهاد داد. با توجه به معادلات حرکت، با ایجاد دو مانور پلانجینگ و پیچش خالص می توان تمامی مشتقات پایداری موجود در معادله حرکت جسم در فضای دوبعدی را به دست آورد. در ادامه، ایتدا مشتقات پایداری یک ایرفویل با انجام آزمایش برای چند حالت با فرکانس و دامنه‌های نوسان مختلف با مانور پلانجینگ به دست آمده است. پس از اعتبارسنجی حل عددی، مشتقات پایداری ایرفویل برای حالت های دیگر مانور پلانجینگ و نیز مانور پیچش خالص، محاسبه شدند. بررسی مشتقات پایداری در فرکانس‌ها و دامنه‌های نوسان مختلف نشان داد که اگر چه مشتقات پایداری می توانند تابعی از فرکانس و دامنه نوسان باشد، اما به‌ازای محدوده مورد مطالعه عدد استروهال تغییر محسوسی ندارد.
کلیدواژه‌ها
مشتقات پایداری؛ مانور پلانجینگ؛ مانور پیچش خالص؛ جریان نوسانی غیردائم؛ عدد استروهال
عنوان مقاله [English]
Experimental and Numerical Investigations of Oscillation Parameters Effects on Stability Derivatives of a NACA0012 Airfoil
چکیده [English]
In this article, a comprehensive procedure is proposed to calculate the stability derivatives of a NACA0012 airfoil by means of wind tunnel test and computational fluid dynamics (CFD). To accomplish maneuverability study and dynamic analysis of the flight vehicle, these derivatives were obtained finding the body aerodynamic responses to some specified time variant motions. Here, on the basis of linearized equations of motion, in which the aerodynamic coefficients appear explicitly, two distinct oscillating maneuvers were considered: plunging and fish-like oscillating motion. To obtain the aerodynamic responses of the moving airfoil, a CFD method based on Reynolds Averaged Navier–Stokes (RANS) equations was used with dynamic mesh technique to simulate the specified maneuvers. The computational results were then validated comparing the wind tunnel tests data of the plunging maneuver. Afterwards, the aerodynamic coefficients were calculated using the resulting loads. Finally, the effects of oscillating motion parameters variations on these coefficients are investigated, which shows that dimensionless coefficients are dependent on the oscillations amplitude and frequency. However, they are independent of the Strouhal number in the studied range.
کلیدواژه‌ها [English]
Stability Coefficients, Plunging Motion, Pure-Pitch Motion, Unsteady Oscillating Flow, Strouhal Number
مراجع
  1. Bryan G.H. “Stability in Aviation”, Hardpress, Los Angeles, United States, 2012.
  2. Azarsina F. “Experimental Hydrodynamics and Simulation of Maneuvering of an Axisymmetric Underwater Vehicle”, PhD Dissertation, Memorial University of New Foundland, Faculty of Engineering and Applied Science, 2009.
  3. Greenwell, D.I. “Frequency Effects on Dynamic Stability Derivatives Obtained from Small-Amplitude Oscillatory Testing”, Journal of Aircraft, Vol. 35, No. 5, pp. 776–783, 1998.
  4. Saeidinezhad, A., Dehghan, A.A., and Dehghan Manshadi, M. “Experimental Investigation of Hydrodynamic Characteristics of a Submersible Vehicle Model with a Non-Axisymmetric Nose in Pitch Maneuver ”, Ocean Engineering, Vol. 100, pp. 26–34, 2015.
  5. Kiichemann, D. “Problems in Wind Tunnel Testing Techniques”, AGARD REPORT No. 601, 1973.
  6. Kalviste, J. “Use of Rotary Balance and Forced Oscillation Test Data in Six Degrees of Freedom Simulation”, The 9th Atmospheric Flight Mechanics Conference,. San Diego, U.S.A, August 9-11, 1982.
  7. Pamadi, B.N. “Performance, Stability, Dynamics and Control of Airplanes”, AIAA Education Series, 1998.
  8. Ronch, A.D. “On the Calculation of Dynamic Derivatives Using Computational Fluid Dynamics”, PhD Dissertation, School of Engineering, University of Liverpool, 2012.
  9. Kim H., Akimoto, H., and Islam, H. “Estimation of the Hydrodynamic Derivatives by RANS Simulation of Planar Motion Mechanism Test”, Ocean Engineering, Vol. 108, pp. 129–139, 2015.
  10. Leong, Z.Q., Ranmuthugala, D., Penesis, I., and Nguyen, H.D. “RANS-Based CFD Prediction of the Hydrodynamic Coefficients of DARPA SUBOFF Geometry in Straight-Line and Rotating Arm Maneuvers”, Transactions RINA, Part A1, Int. J. Maritime Eng., Vol. 157, pp: A41-A52, 2015.
  11. Randeni, A.T., Leong, Z.Q., Ranmuthugala, D., Forrest, A.L., and Duffy, J. “Numerical Investigation of the Hydrodynamic Interaction between Two Underwater Bodies in Relative Motions”, Applied Ocean Research, Vol. 51, pp. 14–24, 2015.
  12. Roskam, J. “Methods for Estimating Stability and Control Derivatives of Conventional Subsonic Airplanes”, Roskam Aviation and Engineering Corporation, 1977.
  13. Glauert, H. “Aerodynamic Theory”, The Aeronautical J., Vol. 34, No. 233, pp. 409-414 1930.
  14. Ronch, A.D., Vallespin, D., Ghoreyshi, M., and Badcock, K.J. “Evaluation of Dynamic Derivatives Using Computational Fluid Dynamics”, AIAA Journal, Vol. 50, No. 2, pp.470-484, 2012.
  15. Storms, B.L. and Jang, S.C. “Lift Enhancement of an Airfoil Using a Gurney Flap and Vortex Generators”, J. of Aircraft, Vol. 31, No. 3, pp. 542-547, 1994.
  16. Berton E., Favier D. and Maresca M. “Embedded LDV Methodology for Boundary-Layer Measurements on Oscillating Models”, AIAA Paper 97-1832, 1997.
  17. Baracos, G. and Drikakis, D. “An Implicit Unfactored Method for Unsteady Turbulent Compressible Flows with Moving Boundaries”, Computers and Fluids, Vol. 28, pp. 899–922 ,1999.
  18. Racine, B.J. and Paterson, E.G. “CFD-Based Method for Simulation of Marine-Vehicle Maneuvering”, the 35th AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit., Toronto, Ontario Canada, 2005.
  19. Hu, Z. and Lin, Y. “Computing the Hydrodynamic Coefficients of Underwater Vehicles, Based on Added Momentum Source”, Int. Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE), Vancouver, Canada, July 6-11, 2008.
  20. Yu, M. “Numerical and Experimental Investigations on Unsteady Aerodynamics of Flapping Wings”, PhD Dissertation, Department of Ocean Engineering, Iowa State University, Iowa, 2012.
  21. Ronch A.D., Badcock K.J., Khrabrov A., Ghoreyshi M., and Cummings, R. “Modeling of Unsteady Aerodynamic Loads”, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, pp. 6524, 2011.
  22. Cleaver, D., Wang, Z., and Gursul, I. “Investigation of Mechanisms of High Lift for a Flat-Plate Airfoil Undergoing Small Amplitude Plunging Oscillations”, AIAA J., pp. 968-980, 2013.
  23. Marzabadi F.R. and Moghaddam R.K. “Longitudinal Dynamic Derivatives of an Airfoil Under Pitching and Plunging Oscillations in Wind Tunnel”, Modarres Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 10, pp. 159-166, 2014 (in Persian) .
  24. Oller, E.D. “Forces and Momentum Due to Unsteady Motion of an Underwater Vehicle”, MSc Thesis, School of Aerospace Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2003.
  25. Jones, D.A., Clarke, D.B., Brayshaw, I.B., Barillon J.L., and Anderson, B., “The Calculation of Hydrodynamic Coefficients for Underwater Vehicles”, No. DSTO-TR-1329, Defence Science and Technoligy Organization Victoria (Australia), Platform Science Lab, 2002.
  26. Saeedi, M. and Mani, M. “A Proposed Method for Generating Tabulated Data for Wall Interference Correction in Unsteady Subsonic Wind Tunnel Testing”, World Applied Sciences Journal, Vol. 25, No. 5, pp. 813-821, 2013.
  27. Esfahani, V.N., Mani, M., “Numerical Study of Reduced Frequency Effect on Longitudinal Stability Derivatives of Airfoil under Pitching and Plunging Oscillations”, Journal of Aerospace Technology and Management, Vol. 8, No. 3, pp. 272-280, 2016.
  28. Brayshaw, I. “Hydrodynamic Coefficients of Underwater Vehicles”, Student Report, Maritime Platforms Division, Aeronautical and Maritime Research Laboratories, DSTO, Melbourne, 1999.
  29. Strumpf, A. “Equations of Motion of a Submerged Body with Varying Mass”, Stevens Institute of Technology, Report SITDL-60-9-771, 1960.
  30. Guo, J. and Chiu, F.C. “Maneuverability of a Flat-Streamlined Underwater Vehicle”, Proceedings 2001 ICRA, IEEE Int. Conf., Vol. 1, pp. 897-902, 2001.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 513
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 210