آمار

تعداد نشریات36
تعداد شماره‌ها1,208
تعداد مقالات8,730
تعداد مشاهده مقاله7,242,425
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,229,432
جوارشکیان, محمد حسن, آذرگون, یگانه. (1400). بررسی تجربی اثر سطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده بالزن در حرکت رو به جلو. پدافند الکترونیکی و سایبری, 9(2), 113-124.
محمد حسن جوارشکیان; یگانه آذرگون. "بررسی تجربی اثر سطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده بالزن در حرکت رو به جلو". پدافند الکترونیکی و سایبری, 9, 2, 1400, 113-124.
جوارشکیان, محمد حسن, آذرگون, یگانه. (1400). 'بررسی تجربی اثر سطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده بالزن در حرکت رو به جلو', پدافند الکترونیکی و سایبری, 9(2), pp. 113-124.
جوارشکیان, محمد حسن, آذرگون, یگانه. بررسی تجربی اثر سطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده بالزن در حرکت رو به جلو. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1400; 9(2): 113-124.

بررسی تجربی اثر سطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده بالزن در حرکت رو به جلو

مکانیک سیالات و آیرودینامیک
دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 26، آذر 1399، صفحه 113-124    اصل مقاله (615.46 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
محمد حسن جوارشکیان* 1؛ یگانه آذرگون2
1دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
2گروه مکانیک دانشگاه فردوسی مشهد
تاریخ دریافت: 27 آبان 1399،  تاریخ بازنگری: 13 تیر 1400،  تاریخ پذیرش: 20 تیر 1400 
چکیده
در این تحقیق،اثرسطح بر واماندگی دینامیکی یک پرنده­ بالزن ساده و با بال دارای زاویه شکستگی در پرواز رو به جلو توسط روش تجربی بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا یکساز و کاربالزن به همراه تجهیزات نصب در تونل­باد طراحی و ساخته شده است. سپس بالزن ساده و بالزن دارای زاویه شکستگی، در فاصله از سطح 1 و 5/1 برابر طول وتر، فرکانس بالزنی Hz5/3 و زاویه حمله‌های00تا 50/22در تونل­باد با سرعت m/s3 مورد آزمایش قرار گرفته­اند. همچنینبه‌منظور بررسیتأثیر فرکانس بالزنی و فاصله از سطح بر نیروی برآ، نیروی پیشران و توان مفید، بالزن ساده و شکسته با زاویه حمله صفر، در فاصله از سطح­های1، 5/1 و 2برابر طول وتر و فرکانس­های بالزنیHz0، 2، 5/3 و5 درسرعت m/s3تستشده است. نتایج نشان­می­دهند که واماندگی دینامیکی بالزن ساده با کاهش فاصله از سطح، در زاویه حمله کمتری نسبت به بال دارای شکستگی اتفاق می­افتد. در کمترین فاصله از سطح (1 برابر طول وتر)، واماندگی بالزن ساده و بالزن با زاویه شکستگی 1070 به ترتیب در 50/12 و 150 رخ داده­است. علاوه بر این،بالزن با زاویه شکستگی عملکرد بهتری نسبت به بالزن ساده دارد. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که با کاهش فاصله از سطح و افزایش فرکانس بالزنی، نیروهای آیرودینامیکی و توان مفید افزایشیافته است.
کلیدواژه‌ها
آیرودینامیک تجربی"؛ اثر سطح"؛ واماندگی پرنده بالزن"؛ شکستگی خمشی"؛ پرواز رو به جلو"؛ "؛ ریزپرنده"
عنوان مقاله [English]
Empirical Study of the Ground Effect on the Dynamic Stall of a Flapping Wing in Forward Flight
نویسندگان [English]
Mohammad Hassan Djavareshkian1؛ Yeganeh Azargoon2
1Mech. Engg. Dept. Faculty of Engg. Ferdowsi University of Mashhad
2mech Engg. Dept. Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]
In the present study, the ground effect on the dynamics stall of the flapping wing with the bending deflection angle is experimentally investigated in the forward flight.For this purpose, first, a bending deflection mechanism and the installed facilities for the wind tunnel have been designed and fabricated.Then the simple and bending flapping wings are experimentally examined for h/c=1,1.5, flapping frequency 3.5 Hz and different angles of attack from 00 to 22.50 with velocity 3 m/s. Also, to investigate the effect of flapping frequency and distance from surface on lift force, thrust force and loading power of the simple and bending flapping wings with no angle of attack tested for h/c=1,1.5,2, different flapping frequency from0 Hz to 5 Hz and velocity 3 m/s. Results indicated that decreasing the distance from the surface, dynamic stall of the simple flapping wing occurs at lower angles of attack compared to the bending flapping wing. More specifically, in the minimum distance from the surface (h/c = 1), the stall angle of the simple flapping wing and bending flapping wing (with bending deflection angle of 1070) takes place at 12.50 and 150, respectively. The performance of the bending flapping wing is generally better than the simple flapping wing. Besides, by enhancing flapping frequency and decreasing the distance from the surface, aerodynamic forces and loading power increase.
کلیدواژه‌ها [English]
Experimental-aerodynamic", Ground-effect", Stall of flapping wing", Bending deflection ", Forward flight", ", MAVs"
مراجع
  1. Shyy, W., Berg, M. andLjungqvist, D. “Flapping and Flexible Wings for Biological and Micro Air Vehicles”, Prog. Aerosp. Sci. Vol.35, no. 1, pp.455-505, 1999.##
  2. Lavimi, R., Hojaji, M. and Manshadi, MD. “Investigation of the Aerodynamic Performance and Flow Physics on Cross Sections of Dragonfly Wing on Flapping and Pitching Motion in Low Reynolds Number”, Proc. IMechE, Part G: J. Aerospace Engineering. 2017.##
  3. Hojaji, M., Soufivand, M. andLavimi, R. “An Experimental Comparison between Wing Root and Wing Tip Corrugation Patterns of Dragonfly Wing at Ultra-Low Reynolds Number and High Angles of Attack”, J. Appl. Comput. Mech. 2020.##
  4. Muniappan, A., Duriyanandhan, V., Baskar, V. “Lift Characteristics of Flapping Wing Micro Air Vehicle (MAV)”, Int. Conf.AIAA 3rd Unmanned Unlimited Technical, Workshop and Exhibit, Illinois, 2004.##
  5. Muniappan, A., Baskar, V. andDuriyanandhan, V. “Lift and Thrust Characteristics of Flapping Wing Micro air Vehicle (MAV)”, Int. Conf.43rd AIAA aerospace sciences meeting and exhibit, Nevada, 2005.##
  6. Hu, H., Kumar, A.G. andAbate, G.“An Experimental Investigation on the Aerodynamic Performances of Flexible Membrane Wings in Flapping Flight”, Aerosp. Sci. Technol, Vol. 14, no.8, pp. 575–586, 2010.##
  7. Lin, C.S., Hwu, C.,andYoung, W.B.“The Thrust and Lift of an Ornithopter’s Membrane Wings with Simple Flapping Motion”, Aerosp. Sci. Technol., Vol.10, no.2, pp.111–119, 2006.##
  8. Gallivan, P. and DeLaurier, J. “An Experimental Study of Flapping Membrane Wings”, Can. Aeronaut. Space. J., Vol.53,no.2 pp. 35–46, 2007.##
  9. Yang L.J., Hsu C.K. andHan H.C. “Light Flapping Micro Aerial Vehicle Using Electrical-Discharge Wire-cutting Technique”, J. Aircraft., Vol.46,no.6, pp. 1866–1874, 2009.##
  10. Yang L.J., Ko A.F. and Hsu C.K. “Wing Stiffness on Light Flapping Micro Aerial Vehicles”, J. Aircraft., Vol. 49,no.2, pp. 423–431, 2012.##
  11. Mazaheri, K., Ebrahimi, A. “Experimental Investigation of the Effect of Chordwise Flexibility on the Aerodynamics of Flapping Wings in Hovering Flight”, J Fluids Struct, Vol.26,no.4, pp. 544–558, 2010.##
  12. Mazaheri, K., Ebrahimi, A. “Experimental Investigation on Aerodynamic Performance of a Flapping Wing Vehicle in Forward Flight”, J Fluids Struct, Vol. 27,no.4, pp. 586–595, 2011.##
  13. Djojodihardjo,H., Ramli, A.S.S., Wiriadidjaja, S. “Kinematic and Aerodynamic Modelling of Flapping Wing Ornithopter”, Procedia Eng, Vol. 50,no.9, pp. 848-863, 2012.##
  14. Alavi,Z., Djavareshkian, M.H.“Experimental Study on Flapping Wing Geometry and Flapping Motion Parameters in Hovering Flight”, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 2014, (In persian).##
  15. Behnam,A. and Djavareshkian,M.H.“Experimental Investigation in Aerodynamic Parameters of a Hummingbird Model”, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 2015. (In persian)##
  16. Nan,Y., Karásek,M., Lalami, E. andPreumont, A.“Experimental Optimization of Wing Shape for a Hummingbird-like Flapping Wing Micro Air Vehicle”, Bioinspiration Biomimetics, Vol.12, no.2, pp. 026010, 2017.##
  17. Phan, V., Truong, Q. T.,  Au, T. K. L.,  and Park, H. C. “Optimalflapping Wing for Maximum Vertical Aerodynamic Force in Hover: Twisted or Flat?”, Bioins. Biomim., Vol.11, no. 4, pp. 046007, 2016.##
  18. Stowers, A. K. andLentink, D. "Folding in and out: Passive Morphing in Flapping Wings", Bioinspiration Biomimetics, Vol.10, no.2, pp. 02001, 2015.##
  19. Feshalami,B.F., Djavareshkian, M.H., Zaree, A.H., Yousefi, M. andMehraban, A.“The Role of Wing Bending Deflection in the Aerodynamics of Flapping Micro Aerial Vehicles in Hovering Flight”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: J. Aerospace. Eng.,Vol.233,no.10, pp.3749-3761, 2019.##
  20. Feshalami, B.F., Djavareshkian, M.H., Yousefi, M., Zaree, A.H. and Mehraban,A.A.,“Experimental Investigation of Flapping Mechanism of the Black-headed Gull in Forward Flight”, Part G: J.Aerospace. Eng., Vol.233, no.12, pp.4333-4349, 2018.##
  21. Yu, H., Ciri, U., Malik, A.S. andLeonardi, S. “Decoupled Effects of Localized Camber and Spanwise Bending for Flexible Thin Wing”, AIAA Journal, Vol.58,no.5, pp. 2293-306, 2020.##
  22. Karimian, S. and Jahanbin, Z.“Bond Graph Modeling of a Typical Flapping Wing Micro-Air-vehicle with the Elastic Articulated Wings”, Meccanica, Vol. 55. no. 6, pp.1263-1294, 2020.##
  23. Rayner, J. M. V., “On the Aerodynamics of Animal Flight in Ground Effect,” Philos. Trans. R. Soc. London Ser. B, Vol. 334,no.1269, pp. 119–128, 1991.##
  24. Barber, T.,“Aerodynamic Ground Effect: A Case Study of the Integration of Cfd and Experiments”, Int. J. Vehicle Des., Vol.40,no.4, pp.299-316, 2006.##
  25. Djavareshkian, M.H, Esmaeli, A. andParsania, A.,“A Comparison of Smart and Conventional Flaps Close to Ground on Aerodynamic Performance”,Journal of Aerosace Science and Technology, Vol. 7,no.2, pp. 121-134, 2010.##
  26. Djavareshkian, M.H, Esmaeli, A. andParsani, A.,“Aerodynamics of Smart Flap Under the Ground Effect”,Aerospace Science and Technology,Vol.15,no.8, pp. 642-652, 2011.##
  27. Esmaeilifar, E., Djavareshkian, M.H., Feshalami, B.F. andEsmaeili, A.,“Hydrodynamic Simulation of AnOscillating Hydrofoil Near Free Surface in Critical Unsteady Parameter”, Ocean Engineering,Vol.141, no.1, pp. 227-236, 2017.
  28. Ahmed, M.R. and Sharma, S.D.,“An Investigation on the Aerodynamics of a Symmetrical Airfoil in Ground Effect”, Experiments Thermal Fluid Science,Vol. 29,no. 6,  633-647, 2005.##
  29. Chun, H., Jung, K. andKim, H.,“Experimental Investigation of Wing-in-Ground Effect with Naca6409 Section”,J. Mar. Sci. Technol., Vol.13,no. 4, pp. 317-327, 2008.##
  30. Tang, J.H., Su, J.Y., Wang, C.H. and Yang, J.T.,“Numerical Investigation of the Ground Effect for a Small Bird”, J. Mech.,Vol.29,no. 3, pp.433-44, 2013.##
  31. Su, J.Y., Tang, J.H., Wang, C.H. andYang, J.T., “A Numerical Investigation on the Ground Effect of a Flapping-flying Bird”,Phys. Fluids, Vol.25,no. 9, pp. 093101, 2013.##
  32. Maeda, M. and Liu, H.,“Ground Effect in Fruit Fly Hovering: a Three-dimensional Computational Study”, Journal of Biomechanical Science and Engineering,Vol. 8,no. 4, 344-355, 2013.##
  33. Kim, E.J., Wolf M., Ortega-Jimenez, V.M., Cheng, S.H. andDudley, R. “Hovering Performance of Anna's Hummingbirds (Calypte anna) in Ground Effect”, J. R. Soc. Interface, Vol.11, no. 98, pp. 20140505, 2014.##
  34. Johansson, L.C., Jakobsen, L. andHedenström, A.,“Flight in Ground Effect Dramatically Reduces Aerodynamic Costs in Bats”, Current Biology, Vol.28,no. 21, 3502-7, 2018.##
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 223
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 165