Ενεργητικός έλεγχος ροής σε αεροτομές - υπολογιστική μοντελοποίηση

Abstract

Ο έλεγχος της ροής σε αεροτομές γίνεται όλο και πιο χρήσιμος αφού απαιτούνται αυξημένες επιδόσεις ακόμα και για γωνίες στην αποκολλημένη περιοχή. Στη βιβλιογραφία απαντώνται περιπτώσεις, για έλεγχο της αποκολλημένης ροής με περιοδική, εμφύσηση και απορρόφηση, με κινούμενο ακροπτερύγιο, με εφαρμογή συνθετικής δέσμης, με χρήση πνευματικών (φαινόμενο Coanda) και πιεζοηλεκτρικών επενεργητών. Η παρούσα υπολογιστική μοντελοποίηση ελέγχει τις επιδόσεις των αεροτομών NACA 4412 και διπλού παραβολικού τόξου με μέγιστο πάχος 6% σε ροή χωρίς έλεγχο και σε ροή με έλεγχο, ο οποίος εφαρμόζεται με συνθήκη πεπερασμένης ολίσθησης στην ακμή εκφυγής ή στην ακμή προσβολής. Επιλύεται ασυμπίεστη, διδιάστατη ροή με μοντέλο τύρβης το Spalart-Allmaras. Τα αποτελέσματα του ελέγχου για τη NACA 4412 δίνουν βελτίωση του συντελεστή άνωσης έως 20% σε γωνίες βαθειάς αποκόλλησης. Στην αεροτομή διπλού παραβολικού τόξου δεν υπήρξε δυνατή η εφαρμογή ελέγχου.

The active control of the flow in airfoils becomes more useful, since higher efficiency is required even for angles of attack in the detached area. In the bibliography cases of active flow control are found, that implement periodic blowing and suction, oscillating flaps, synthetic jets, pneumatic (Coanda effect) and piezoelectric actuators. The present computational modelling checks the performance of the NACA 4412 airfoil and of double circular arc airfoil with 6% thickness with and without control, which is applied with a slip condition of finite velocity at the trailing or at the leading edge. The flow, that is solved, is incompressible and two-dimensional with the use of the Spalart-Allmaras turbulence model. The results of the control cases for NACA 4412 give a maximum rise of the lift coefficient up to 20% in angles of attack in the deep stall area. It was not possible to applicate control to the double circular arc airfoil.