پایان نامه؛ مدل سازی آیرودینامیکی یک بال صلب در حال بالزدن با استفاده از داده های تجربی

خبرنگار افتخاری 1جلسه دفاع از پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا،گرایش دینامیک پرواز و کنترل با عنوان ” مدل سازی آیرودینامیکی یک بال صلب در حال بالزدن با استفاده از داده های تجربی”  و ازائه جناب آقای آرین بی غش دل شنبه ۱۸ دی ماه ۹۵  در دانشکده هوافضای دانشگاه صنعتی شریف برگزار شد.

استاد راهنما: دکتر حسین پورتاک دوست.

ممتحن داخلی: دکتر عباس ابراهیمی.

ممتحن خارجی: دکتر سعید کریمیان علی آبادی.

چکیده:

امروز پرنده های بالزن بدلیل مزیت های منحصر به فرد، مورد توجه بسیاری از دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی قرار گرفته اند. ازآنجاییکه در این پرنده ها بال، به طور هم زمان مسئول ایجاد برآ، رانش و همچنین مانور می باشد، طراحی چنین پرنده هایی، مستلزم یک طراحی آیرودینامیکی دقیق است. درحال حاضر سه روند برای بررسی و مدل سازی آیرودینامیک بالزن ها وجود دارد. اول، رویکرد استفاده از روش های عددی که برای مصارف کنترلی و شبیه سازی پرواز ناکارآمد می باشد. رویکرد دوم، استفاده از روش های تحلیلی برای پیش بینی آیرودینامیک بالزن است که به دلیل استفاده از مجموعه ای از ساده سازی ها، باعث عدم استفاده از آنها به طور عام شده است. روند سوم (مبنای این تحقیق)، استفاده از روش های شبه-تجربی (استخراج یا تولید روابط تحلیلی برای محاسبات ائرودینامیکی براساس داده های حاصل از آزمایشات تجربی) می باشد. از آنجا که این روش ها به یک مدل ریاضی منتهی می شوند امکان به کار گیری در شبیه سازی پرواز، طراحی کنترلر و تحلیل های پایداری را دارا می باشند. در مدل های آیرودینامیکی موجود، با فرض دامنه کم بال زدن به جای بررسی بال زدن دورانی (حرکت فلپ)، عمدتا بال زدن عمودی (حرکت پلانج) بررسی و بکار گرفته شده است. بنابراین اثرات مختلف دامنه، بر روی پدیده های آیرودینامیکی (مانند جریان عرضی، اثر گردابه های دوبال روی هم و …)ملاحضه نشده است. به این ترتیب، در این مدل ها، پارامتردامنه بال زدن، لحاظ نشده که تبعا قابل استفاده در محدوده دامنه زیاد نخواهند بود. بنابراین بطور کلی می توان گفت که در مدل های موجود، اثرات متقابل دوبال بر روی هم دیده نشده است. هدف این پروژه، ارائه یک مدل آیرودینامیکی تجربی  مبنا برای نیروها و ممان های ناشی از حرکت بال زدن در یک سیکل کامل برای سینماتیک مختلف بال زدن و دینامیک مختلف جریان، از یک بالزن با بال صلب می باشد. علت استفاده از بال صلب را می توان این گونه بیان کرد که اولا با توجه به پیچیدگی های آیرودینامیک بالزن، لازم است تا در وهله اول، درحدامکان از اثرات متقابل سازه-سیال جلوگیری شود. ثانیا از آنجا که علت ایجاد رانش در تمامی قادیر سرعت بی بعد پلانج، حرکت پیچ بال می باشد و این حرکت می تواند هم به صورت پسیو (ناشی از انعطاف پذیری بال) و هم به صورت اکتیو (اعمال پیچ یکنواخت در طول بال) ایجاد شود، شناخت آیرودینامیک یک بال صلب، که در حال پلانج و پیچ اکتیو است، از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. زیرا در این حالت می توان بسته به دامنه و اختلاف فاز دو حرکت پیچ و پلانج (برخلاف حالت پسیو)، به حداکثر بازده پیشرانش و رانش دست یافت. باید توجه داشت که برای اعمال پیچ اکتیو لازم است که بال ها به بدنه متصب نباشند تا بتوان توسط یک مکانیزم، پیچ یکنواختی در کل بال ایجاد کرد. بدین منظور، تجهیزات آزمایشگاهی متناسب برای تولید حرکت بالزن با فرکانس و دامنه های مختلف و همچنین ایجاد جریان بر روی این پرنده (توسط تونل باد) تهیه و راه اندازی خواهدشد. لازم به ذکر است که اندازه بال ها باید به گونه ای انتخاب شوند که امکان ایجاد جریان یکنواخت بر روی آن ها وجود داشته باشد. متعاقبا با انجام آزمایشات گوناگون، داده برداری و سپس تحلیل داده های بدست آمده برای استخراج الگویی مناسب برای لحاظ کردن اثر دامنه بالزدن استخراج خواهد گردید.

0

مطالب مرتبط

نظر بدهید