پديد آورنده :
فاتحي، مصطفي
عنوان :
بهينه سازي عددي حفره آيروديناميكي روي ايرفويل ريز و به همراه مطالعه تجربي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرزي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
[هجده]، 125ص.: مصور
استاد راهنما :
مهدي نيلي احمدآبادي، احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
ابراهيم شيراني
توصيفگر ها :
افزايش محدوده عملكردي , الگوريتم زنتيك , تست تجربي
استاد داور :
احمد سوهانكار، محمدرضا توكلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/01/18
چكيده فارسي :
چكيده يكي از مسائل مهم در ايرفويلهاي ضخيم نظي ر ب ال هواپيماه اي په ن پيك ر0 مل خه اي پيش ران و ت وربينه اي ب اد دارا ب ودن مح دوده عملكردي وسيع ميباشد بسياري از ايرفويلهاي مرسوم عليرغم عملكرد بهينه در نقطه طرح خود0 عملكردي مناس بي در خ ارج از نق اط طرح ندارند به عنوان مثال در صورتي كه توربين بادي با توجه به شرايط باد در خارج نقطه طرح قرار گيرد دچار افت راندمان ميگ ردد و حتي احتمال آسيب ديدن پره وجود دارد لذا توربين خاموش مي گردد اين در حالي است كه در صورت اس تفاده از حف ره ب ا طراح ي صحيح0 توربين مي تواند در بازه بسيار وسيعي عملكرد مناسبي داشته باش د همچن ين در ص ورتي ك ه مل خ هواپيم ا مح دوده عملك ردي وسيعي داشته باشد مي تواند ارتفاع پروازي بيشتري را فراهم كند در پژوهش حاضر0 اثر استفاده از حفره بهينه ش دهي آيرودين اميكي ب ر عملكرد ايرفويل ريزو بررسي ميگردد به اين منظور0 الگوريتم بهينه سازي ژنتيك با نرم افزار انس يس س ي اف ايك س ب ه عن وان حلگ ر جريان متصل شده است و در يك فرآيند تكراري اصالح هندسه صورت ميپذيرد در ه ر مرحل ه اص الح هندس ه0 تولي د ش بكه و ح ل جريان بصورت اتوماتيك انجام ميگيرد در بهينه سازي0 حل معادالت متوسط گيري شده رينولدز توسط روش حجم محدود و با دق ت مرتبه دوم صورت گرفته و از مدل k SST براي مدلسازي آشفتگي استفاده ميشود شش پارامتر هندسي شامل مك ان حف ره0 توزي ع عرضي حفره0 عمق حفره0 پروفيل داخلي حفره0 باال زدگي انتهائي و پروفيل سطح مكشي بعد از حفره به عنوان پارامترهاي متغير تعري ف شده است تغيير داده ميشوند تا هدف طراحي كه همان بيشينه ضريب برا به پسا است0 ارضا شود بهينه سازي در شش دس تگاه پ ارامتري به گونهاي صورت ميگيرد كه اثر پارامترهاي هندسي به صورت مجزا ديده ميشود پس از بهينه س ازي در ه ر دس تگاه پ ارامتري0 ح ل عددي جريان به صورت ناپايا و با شبكه ريزتر در نقاط خارج طرح و در محدوده وسيعي از عدد رينولدز ص ورت م يگي رد ت ا عملك رد آيروديناميكي ايرفويل حفره دار و بدون حفره مقايسه شود در بخش تجربي0 ابتدا0 بس تر آزم ون نيروي ي تون ل ب اد جه ت ان دازه گي ري نيروهاي برا و پسا ساخته شد و نيروهاي برا و پساي اعمال شده است به دو مدل ايرفويل ريزو حف ره دار و ب دون حف ره در زاوي اي حمل ه مختلف اندازه گيري شده است و جهت اعتبارسنجي نتايج عددي به كار ميرود نتايج عددي و تجربي نشان ميدهد حفره آيروديناميكي باعث شده است كه نسبت ضريب برا به پسا تا 15 درصد در زواياي حمله 10 تا 16 درجه نسبت به ايرفويل بدون حفره بهبود يابد كلمات كليدي ايرفويل حفره دار0 ضرايب آيروديناميكي0افزايش محدوده عملكردي0 بهينه سازي0 الگوريتم ژنتيك0 تست تجربي
چكيده انگليسي :
Numerical Optimization of Aerodynamic Cavity on RISO Airfoil With Experimental Study Sayyed Mostafa Fatehi Sm fatehi@me iut ac ir Date of Submission 2016 01 16 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Mahdi Nili Ahmadabadi m nili@cc iut ac ir Ahmad Reza Pishevar apishe@cc iut ac irAbstract One of the major issues in the thick airfoils like wings wide body aircraft propellers and windturbine blades is having a wide functional range Many conventional airfoils despite optimalperformance at their design point do not function properly outside of the design range Forexample if the wind turbine is in off design due to wind condition efficiency loss and evendamage to the turbine blades is possibe Therefore turbine will be turned off However if the rightcavity design is used the turbine can have a good performance in vaiety of operating conditions Also propellers which have wide efficient operating conditions can provide more flight altitude In the present research the effect of using an optimal aerodynamic cavity for the RISO airfoil onits performance is studied For this purpose genetic optimization algorithm is connected toANSYS CFX as the flow solver in the analysis Reynolds averaged equations are solved by afinite volume method and two discritizatin techniques with different order of accuracy k SSTmodel is used for turbulence modeling Six geometric parameters including the location of cavity its width depth profiles and the suction surface profile after the cavity are considered as designparameters and the cost function is defined as the maximum lift to drag coefficient ratio Optimization is performed for six different parametric systems to study the effect of eachgeometrical parameter separately After finding optimized values for the cavity geometricalparameters numerical solution is obtained on a fine grid for unsteady flow for a wide range ofReynolds number to compare the performance of airfoil with aerodynamic cavity and airfoilwithout cavity An experimental study is also carried out in a wind tunnel test section to measurelift and drag coefficients for the airfoil with and without cavity in various angle of attacks Theexperimental result is used to validate the numerical results In summery Numerical andexperimental results show that using aerodynamic cavity improves the lift to drag ratio up to 50 at 10 to 20 degrees angle of attack in comparison with the airfoil without cavity Keywords Airfoil with Cavity Aerodynamic Coefficients Increasing the Range of Functional Optimization Genetic Algorithms Experimental Testing
استاد راهنما :
مهدي نيلي احمدآبادي، احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
ابراهيم شيراني
استاد داور :
احمد سوهانكار، محمدرضا توكلي
