بررسی تجربی کنترل حباب جدایش لبه حمله بر روی یک ایرفویل یخ زده بوسیله محرک پلاسمایی

در این تحقیق، موضوع کنترل جریان بر روی ایرفویل یخ زده، با استفاده از نصب محرک های پلاسمایی، به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا متغیرهای موثر بر عملکرد محرک های پلاسمایی و همچنین مشخصات جریان القایی، برای حالت های تحریک پایا و ناپایا، بررسی می شود و حالت بهینه برای کارکرد محرک بدست می آید. در مرحله بعد، الـگوی جریان و پارامترهای آیرودینامیکی برای ایرفویل یخ زده بازگشتی naca 23012 در عدد رینولدز re=0.6×?10?^6 در زوایای حمله مختلف مطالعه می شود و با ایرفویل بدون یخ مورد مقایسه قرار می گیرد. سپس، با مطالعه کنترل حباب جدایش جریان در پایین دست یک پله روبه عقب با استفاده از محرک های پلاسمایی، حالت و فرکانس بهینه تحریک و همچنین موقعیت مناسب برای نصب محرک پلاسمایی جهت کنترل حباب جدایش ارزیابی می شود. نهایتأ، با استفاده از نتایج بهینه به دست آمده از مراحل قبلی تحقیق، کنترل جریان بر روی ایرفویل یخ زده بازگشتی بوسیله محرک پلاسمایی، در زوایای حمله نزدیک به واماندگی و بعد از آن، مورد بررسی قرار می گیرد. به طور کلی، مشاهده شد که تشکیل یخ بازگشتی بر روی سطح ایرفویل، باعث شکل گیری حباب جدایش جریان در پایین دست لبه حمله می گردد. همچنین، باعث می شود که زاویه واماندگی 2 درجه و ضریب برآی بیشینه حدود 8 درصد، نسبت به ایرفویل بدون یخ، کاهش یابد. بعلاوه، ضریب پسای ایرفویل یخ زده در زاویه حمله 16 درجه، به دلیل قرارگرفتن در شرایط واماندگی، حدودأ دو برابر ایرفویل بدون یخ می شود و همزمان نسبت آیرودینامیکی برآ به پسا، حدود 60 درصد کاهش می یابد. در بخش مطالعه کنترل حباب جدایش جریان پله روبه عقب، مشاهده شد که برای کنترل حباب جدایش و تسریع در فرآیند بازیابی جریان، بهترین موقعیت برای نصب محرک پلاسمایی، بالادست نقطه جدایش، یعنی لبه نوک پله است. بعلاوه، موثرترین حالت برای تحریک لایه برشی، استفاده از تحریک ناپایا، با فرکانس تحریک برابر با فرکانس طبیعی ریزش گردابه ها می باشد. در بخش پایانی، با نصب محرک پلاسمایی بر روی لبه حمله ایرفویل یخ زده، در موقعیت بالادست توده یخ، و همچنین استفاده از فرکانس تحریک برابر با فرکانس طبیعی ریزش گردابه ها، مشاهده می-شود که زاویه واماندگی 2 درجه به تأخیر می افتد و ضریب برآی بیشینه ایرفویل یخ زده، حدود 6 درصد افزایش می یابد. بعلاوه، با فعال شدن محرک پلاسمایی و متعاقبأ به تأخیر افتادن شرایط واماندگی، نسبت آیرودینامیکی برآ به پسای ایرفویل یخ زده، در زاویه حمله 16 درجه، حدودأ 100 درصد افزایش یافته است. بنابراین، نتیجه گیری می شود که محرک پلاسمایی با کنترل حباب جدایش جریان بر روی لبه حمله ایرفویل یخ زده، توانسته است که تأثیر یخ زدگی بر روی عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل را تقریبأ به صورت کامل از بین ببرد.