تحلیل آیرودینامیک غیردائم ایرفویل و بال هواپیما، نسبت به توابع ورودی از تندباد

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه هوافضا، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

2 دانشگاه علوم و فنون هوایی ستاری

چکیده

در این مقاله روش مدل­سازی پاسخ­های آیرودینامیکی هواپیما به پروفیل­ تندباد 1-cos ارائه 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 سه­بعدی همان هواپیما در عددهای ماخ 1/0 ، 2/0 و 3/0 می­باشد. فرض بر این است که موارد آزمایش، صلب هستند و فقط پروفایل­های تندباد، طولی در نظر گرفته می­شوند. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که پاسخ­های 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 می­یابد. با افزایش ضخامت ایرفویل در یک عدد ماخ، دامنه ضریب برآی افزایشی، ثابت می‌ماند ولی طول موج، افزایش می­یابد. در حالت سه بعدی برای یک بال با افزایش عدد ماخ، دامنه ضریب برآی افزایشی، افزایش و طول موج، ثابت می­ماند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. Gilman Jr and R. M. Bennett, "A wind-tunnel technique for measuring frequency-response functions for gust load analyses," Journal of Aircraft, vol. 3, pp. 535-540, 1966.
  2. Noback, "Comparison of discrete and continuous gust methods for airplane design loads determination," Journal of Aircraft, vol. 23, pp. 226-231, 1986.
  3. G. Küssner, "Zusammenfassender Bericht über den instationären Auftrieb von Flügeln," Luftfahrtforschung, vol. 13, pp. 410-424, 1936.
  4. T. Jones, "The unsteady lift of a wing of finite aspect ratio," 1940.
  5. Mazelsky and J. A. Drischler, "Numerical determination of indicial lift and moment functions for a two-dimensional sinking and pitching airfoil at Mach numbers 0.5 and 0.6," National Aeronautics and Space Administration Washington DC1952.
  6. Richardson Jr, "Theoretical and experimental investigation of random gust loads Part II: theoretical formulation of atmospheric gust response problem," 1957.
  7. Comte-Bellot and S. Corrsin, "The use of a contraction to improve the isotropy of grid-generated turbulence," Journal of fluid mechanics, vol. 25, pp. 657-682, 1966.
  8. Roadman and K. Mohseni, "Gust characterization and generation for wind tunnel testing of micro aerial vehicles," in 47th AIAA aerospace sciences meeting including the new horizons forum and aerospace exposition, 2009, p. 1290.
  9. Valente, C. Wales, D. Jones, A. Gaitonde, J. E. Cooper, and Y. Lemmens, "A doublet-lattice method correction approach for high fidelity gust loads analysis," in 58th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 2017, p. 0632.
  10. Weishäupl and B. Laschka, "Euler solutions for airfoils in inhomogeneous atmospheric flows," Journal of aircraft, vol. 38, pp. 257-265, 2001.
  11. Heinrich and L. Reimer, "Comparison of different approaches for gust modeling in the CFD Code TAU," 2013.
  12. Jirasek, "CFD Analysis of Gust Using Two Different Gust Models," in RTO AVT-189 Specialists’ Meeting on Assessment of Stability and Control Prediction Methods for Air and Sea Vehicles, 2011, p. 14.
  13. Wales, D. Jones, and A. Gaitonde, "Prescribed velocity method for simulation of aerofoil gust responses," Journal of Aircraft, vol. 52, pp. 64-76, 2015.
  14. Da Ronch, N. Tantaroudas, and K. Badcock, "Reduction of nonlinear models for control applications," 2013.
  15. Singh and J. D. Baeder, "Direct calculation of three-dimensional indicial lift response using computational fluid dynamics," Journal of Aircraft, vol. 34, pp. 465-471, 1997.
  16. Förster and C. Breitsamter, "Aeroelastic prediction of discrete gust loads using nonlinear and time-linearized CFD-methods," Journal of Aeroelasticity and Structural Dynamics, vol. 3, 2015.
  17. E. Bartels, "Development, verification and use of gust modeling in the nasa computational fluid dynamics code fun3d," 2012.
  18. Ghoreyshi and R. M. Cummings, "Unsteady aerodynamics modeling for aircraft maneuvers: a new approach using time-dependent surrogate modeling," Aerospace Science and Technology, vol. 39, pp. 222-242, 2014.
  19. Asgari, F. Pirahansiah, M. Shahverdy, M. Fartash, A. Prabhu, D. Ravichandran, et al., "Using an ant colony optimization algorithm for image edge detection as a threshold segmentation for OCR system," Journal of Theoretical and Applied Information Technology, vol. 95, pp. 5654-5664, 2017.
  20. Jones, "Documentation of the linear statistical discrete gust method," 2004.
  21. M. Hoblit, Gust loads on aircraft: concepts and applications: Aiaa, 1988.
  22. Fuller, "Evolution of airplane gust loads design requirements," Journal of aircraft, vol. 32, pp. 235-246, 1995.
  23. Ü. Gülçat, Fundamentals of modern unsteady aerodynamics: Springer, 2010.
  24. M. Ghoreyshi, I. Greisz, A. Jirasek, and M. Satchell, "Simulation and modeling of rigid aircraft aerodynamic responses to arbitrary gust distributions," Aerospace, vol. 5, p. 43, 2018.