حمیدرضا کاویانی

ایرفویل‌ها بطور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و در شرایط کاری خود حرکت نوسانی را تجربه می‌کنند. دستیابی به روشی که بتواند جریان آشفته اطراف این ایرفویل‌ها را با دقت مناسب و هزینه کم مدل کند، یک چالش در دینامیک سیالات محاسباتی محسوب می‌شود. در این پژوهش به بررسی توانمندی مدل‌های مختلف پیش‌بینی رفتار گردابه‌ها در معادلات ناویر-استوکس متوسط گیری شده یا رَنز RANS پرداخته شده است. برای این منظور از مدل‌های شناخته شده‌ای نظیر اسپالارت-آلماراس، k-ω SST، IDDES به همراه مدل جدید گیکو GEKO استفاده شده است. در ابتدا جریان استاتیک در اطراف ایرفویل اس-809 در زاویه حمله 20 درجه شبیه‌سازی شده است. اعتبارسنجی انجام شده با استفاده از داده‌های تونل باد برتری مدل گیکو را نشان می‌دهد. پس از آن برای افزایش دقت محاسبات، ضریب جدایش در مدل گیکوکالیبره شده است. براساس نتایج بدست آمده، ضریب جدایش برابر با 5/2 بهترین تخمین را برای ضرایب ایرودینامیکی در شرایط واماندگی ارایه می‌دهد. سپس مدل کالیبره شده برای پیش‌بینی جریان واماندگی دینامیک حول ایرفویل نوسانی اس-809 استفاده شده است. مشاهده شد که با افزایش فرکانس نوسانات ایرفویل از 61/0 به 83/1 هرتز اختلاف ضریب Cl در رفت و برگشت (ناشی از اثر هیسترزیس) در حدود 60 درصد افزایش می‌یابد. سطح فشار صوت نیز با افزایش فرکانس نوسانات از 61/0 به 83/1 افزایش یافت. مقدار این افزایش برای OASPL در حدود 55/2 دسیبل بدست آمد. در پایان می‌توان گفت که مدل گیکو با قابلیت کالیبراسیون ضریب جدایش می‌تواند گزینه مناسبی برای حل جریان در فیزیک‌های نوسانی و ارتعاشی باشد.