آموزش شبیه سازی جریان هوا حول بال هواپیما دارای flap و slat

آموزش شبیه سازی جریان هوا حول بال هواپیما دارای flap و slat


500,000 تومان

آخرین بروزرسانی : 30 آذر, 1400

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان هوا حول بال هواپیما دارای flap و slat با نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.


تمامی محصولات شامل فایل های Geometry و Mesh بوده و آموزش محصولات به صورت یک جلسه آنلاین یک ساعته خواهد بود.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان هوا حول بال هواپیما دارای flap و slat

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان هوا اطراف بال هواپیمای دارای برآافزا (flap) و هوازه (slat) با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. در این پروژه، یک بال هواپیمای سه بعدی طراحی شده است؛ به گونه ای که یک برآافزا در لبه فرار آن و یک هوازه در لبه حمله آن قرار گرفته است. هدف از این شبیه سازی، بررسی رفتار جریان هوا اطراف این بال هواپیما در حضور هوازه و برآافزا می باشد.

برآافزا (flap) سطح کوچک آیرودینامیکی است که در لبه فرار بال هواپیما به منظور افزایش نیروی برآ در بال هواپیما قرار می گیرد. نیروی برآ (lift) به عنوان عامل اصلی نگهدارنده وسایل پرنده در هوا و عامل غلبه بر نیروی وزن هواپیما می باشد. نیروی برآ با سرعت حرکت هواپیما رابطه مستقیم دارد؛ به طوری که با افزایش سرعت هواپیما، نیروی برآ تقویت می شود و با کاهش سرعت هواپیما، نیروی برآ افت پیدا می کند. بنابراین، در زمانی که سرعت هواپیما کاهش می باشد، مانند زمان برخاستن یا فرود آمدن هواپیما، نیروی برآ کاهش می یابد و درنتیجه، باید نیروی برآ تقویت گردد. از این رو، از برآافزا بر روی بدنه بال هواپیما استفاده می شود تا با چرخش حول محور خود در لبه فرار و افزایش سطح تماس بال با جریان هوا، بتواند این کاهش نیروی برآ را جبران نماید.

هوازه (slat) سطح کوچک آیرودینامیکی است که در لبه حمله بال هواپیما قرار می گیرد. به طور مشابه، از هوازه نیز در لبه حمله بال استفاده می شود تا در زمان کاهش سرعت هواپیما مانند زمان برخاستن یا فرود آمدن هواپیما، با چرخش حول محور خود در لبه حمله بال و افزایش سطح تماس بال با جریان هوا، بتواند موجب تقویت نیروی برآ گردد. همچنین هوازه می تواند با افزایش ناحیه تماس در بال هواپیما، موجب تقویت نیروی درگ شده و به فرود آهسته تر هواپیما در زمان فرود کمک نماید.

با توجه به این که جریان هوا در مجاورت بال هواپیما کاملاً تراکم پذیر می باشد، بنابراین حل این شبیه سازی به صورت مبتنی بر چگالی (density based) می باشد. همچنین با توجه به تراکم پذیری جریان هوا، از مدل گاز ایده آل (ideal gas) برای تعریف نحوه تغییرات مقدار چگالی جریان هوا استفاده شده است.

از نظر شرایط مرزی، سرعت جریان هوا در ناحیه محاسباتی اطراف بال هواپیما در راستای محور x برابر با 271.958 متربرثانیه و در راستای محور y برابر با 40.79 متربرثانیه می باشد. همچنین دمای جریان هوا برابر با 305.5 کلوین می باشد.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است.  مدل مربوط به یک بال هواپیماست که در لبه حمله آن، یک هوازه و در لبه فرار آن، یک برآافزا تعبیه شده است. در اطراف این بال هواپیما، یک ناحیه محاسباتی با ابعاد قابل توجه طراحی شده است؛ به طوری که دو صفحه جانبی این ناحیه محاسباتی به عنوان مرز ورودی جریان هوا و دو صفحه جانبی دیگر آن به عنوان مرز خروجی جریان هوا و دو صفحه جلویی و پشتی به عنوان مرزهای تقارنی تعریف شده اند.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 5658021 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر چگالی (density-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به فشار، دما، سرعت، عدد ماخ و چگالی بر روی صفحه ای از ناحیه جریان هوا در مجاورت بدنه بال هواپیما و به صورت عمود بر آن به دست آمده اند. همچنین خطوط جریان به صورت دو بعدی و بردارهای سرعت دو بعدی نیز بر روی همان صفحه به دست آمده اند. همچنین کانتور فشار بر روی سطح بدنه بال هواپیما به دست آمده است. کانتورها به وضوح تغییرات سرعت و چگالی و فشار جریان هوا را در اطراف بدنه بال هواپیما نشان می دهد. این امر نشان دهنده وقوع اختلاف فشار و ایحاد نیروی برآ می باشد. همچنین مقایسه کانتور تغییرات فشار سطحی بر روی بدنه بال هواپیما از دو نمای فوقانی و زیرین بال هواپیما بیانگر تولید نیروی برآ در برابر نیروی وزن می باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان هوا حول بال هواپیما دارای flap و slat”