پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 410 |
| تعداد مقالات | 5,457 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,872,496 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,231,150 |
شبیه‌سازی جریان تراکم‌ناپذیر دائم پیرامون ایرفویل ناکا 0015 با استفاده از روش صفحه عملگر و تکنیک میانیابی اصلاح جرمی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 6، دوره 54، شماره 5، مرداد 1401، صفحه 1047-1080 اصل مقاله (7.74 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.20472.7237 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین اتحادی؛ مسعود تبیان جهرمی؛ حامد علی صادقی* | ||
| دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در سال‌‌های اخیر، روش‌‌های عملگر در شبیه‌سازی‌های آیرودینامیکی مورد اقبال پژوهشگران قرارگرفته‌اند. این روش‌ها نسبت به روش‌هایی که در آن جسم صلب به‌صورت کامل مدل می‌‌شوند، سرعت محاسباتی بیشتری دارند، همچنین نسبت به روش‌‌های مرسومی که در آن از مدل‌‌های ساده‌شده، استفاده می‌‌کنند از دقت بیشتری برخوردار است. در این تحقیق روش صفحهی عملگر برای شبیه‌سازی دو بعدی جریان حول ایرفویل در جریان پایا و تراکم‌ناپذیر به کار گرفته شده است. برای این منظور یک حلگر جریان به روش میانیابی اصلاح جرمی با مدل صفحهی عملگر جفت شده است. به‌منظور ارزیابی دقت نتایج، روش صفحهی عملگر با روش شبیه‌سازی کامل ایرفویل، مقایسه شده است. همچنین برای اولین بار تأثیر پارامترهای مختلف روش صفحهی عملگر بر دقت شبیه‌سازی جریان موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت نیز کانتورهای فشار و ورتیسیته با روش صفحهی عملگر محاسبه شده و نتایج آن با نتایج حل عددی کامل ایرفویل مقایسه شده است. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که اگر چه روش صفحهی عملگر در محاسبه‌ی پارامترهایی چون سرعت و فشار، دقت متوسطی دارد، ولی قادر است نیروهای آیرودینامیکی و ساختار جریان را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی کند. از روش ارائه شده دراین تحقیق، می‌توان به عنوان ابزاری کارامد در مطالعه نمونه‌های پیچیده‌تر استفاده نمود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| صفحهی عملگر؛ ایرفویل؛ جریان پایا؛ جریان دوبعدی؛ جریان تراکم‌ناپذیر | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Simulation of Steady Incompressible Flow around a NACA0015 Airfoil Using Actuator Surface Method and Mass Corrected Interpolation Technique | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hossein Ettehadi؛ Masoud Tebyan Jahromi؛ Hamed AliSadeghi | ||
| Department of Aerospace Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| In recent years, actuator methods in aerodynamic simulations have been favored by researchers. These methods can significantly reduce the computational effort compared to full-scale body resolving simulations. They are also more accurate than conventional methods that use simplified models. In this study, an actuator surface model is used to simulate flow around an airfoil in a steady two-dimensional incompressible flow. In these models, the geometry of the airfoil is represented by volume forces distributed along the airfoil chord. For this purpose, the collocated method of mass corrected interpolation method is coupled with the Actuator Surface Model. To determine the accuracy of the results, the actuator surface method is compared with the full- computational fluid dynamics simulation method. Besides, a new study is presented to investigate the effect of changing different parameters of the actuator surface model on the accuracy of results. Finally, pressure and vorticity contours are plotted, and obtained results are compared with full- computational fluid dynamics results. The obtained results show that although the actuator surface has a moderate accuracy in calculating parameters such as velocity and pressure, it can predict aerodynamic forces and flow structures with acceptable accuracy. The method presented in this article can be used as an efficient tool in studying more complex cases. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Actuator surface, Airfoil, Steady flow, 2D flow, Incompressible flow | ||
| مراجع | ||
|
[1] D. Linton, G. Barakos, R. Widjaja, B. Thornbern, A new actuator surface model with improved wake model for CFD simulations of rotorcraft, (2017). [2] J.N. Sørensen, A. Myken, Unsteady actuator disc model for horizontal axis wind turbines, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 39(1-3) (1992) 139-149. [3] J.N.r. So̸rensen, W.Z. Shen, Numerical modeling of wind turbine wakes, Journal of fluids engineering, 124(2) (2002) 393-399. [4] W.Z. Shen, J.N. Sørensen, J.H. Zhang, Actuator surface model for wind turbine flow computations, in: Proceedings of European Wind Energy Conference and Exhibition, 2007, pp. 7-10. [5] H. Alisadeghi, S. Karimian, Comparison of different solution algorithms for collocated method of MCIM to calculate steady and unsteady incompressible flows on unstructured grids, Computers & fluids, 46(1) (2011) 94-100. [6] H. Alisadeghi, S. Karimian, Different modelings of cell‐face velocities and their effects on the pressure–velocity coupling, accuracy and convergence of solution, International Journal for numerical methods in fluids, 65(8) (2011) 969-988. [7] M.H. Baba-Ahmadi, P. Dong, Numerical simulations of wake characteristics of a horizontal axis tidal stream turbine using actuator line model, Renewable Energy, 113 (2017) 669-678. [8] Z. Yu, X. Zheng, Q. Ma, Study on actuator line modeling of two NREL 5-MW wind turbine wakes, Applied Sciences, 8(3) (2018) 434. [9] W. Haans, R. Mikkelsen, Airfoil models in the actuator line code assessed with near-wake measurements on a yawed rotor, in: 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2007, pp. 424. [10] B. Baliga, S. Patankar, A control volume finite-element method for two-dimensional fluid flow and heat transfer, Numerical Heat Transfer, 6(3) (1983) 245-261. [11] W.Z. Shen, J.H. Zhang, J.N. Sørensen, The actuator surface model: a new Navier–Stokes based model for rotor computations, Journal of solar energy engineering, 131(1) (2009). [12] W.Z. Shen, J.H. Zhang, J.N. Sørensen, The actuator surface model: a new Navier–Stokes based model for rotor computations, Journal of Solar Energy Engineering, 131(1) (2009) 011002. [13] Z. Peng, Q. Zhu, Energy harvesting through flow-induced oscillations of a foil, Physics of fluids, 21(12) (2009) 123602. [14] M. Boojari, E. Mahmoodi, A.A. Nejad, S. Sarmast, Modeling the Wake of MEXICO Experiment’s Wind Turbine Using Elliptic Force Distribution in Actuator-Line Method in OpenFOAM, Modares Mechanical Engineering, 16(9) (2016) 77-86. [15] W.Z. Shen, W.J. Zhu, J.N. Sørensen, Actuator line/Navier–Stokes computations for the MEXICO rotor: comparison with detailed measurements, Wind energy, 15(5) (2012) 811-825. [16] M. Shives, C. Crawford, Mesh and load distribution requirements for actuator line CFD simulations, Wind Energy, 16(8) (2013) 1183-1196. [17] R. Mikkelsen, Actuator disc methods applied to wind turbines, PhD thesis, Technical University of Denmark, 2003. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 510 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 931 |
||