Библиографическое описание:

Хоробрых М. А. Разработка дренажной модели профиля с механизацией для автоматизированного эксперимента в аэродинамической трубе // Молодой ученый. — 2012. — №5. — С. 72-73.

Целью исследований является автоматизация эксперимента, экспериментальное и расчетное определение величины подъемной силы, силы лобового сопротивления и отрывной зоны при обтекании профиля с вращающимся цилиндром и выдувом воздуха.

Выполнен расчет обтекания профиля при помощи пакета газодинамического анализа Flow Simulation, являющегося составной частью пакета SolidWorks [1], который основывается на методе конечных элементов. Применение этого пакета позволяет достаточно точно получать основные характеристики профиля: Cx, Cy и др. А также визуализировать картину обтекания профиля.

Рис. 1

Для достижения поставленной цели было выполнено:

- проектирование дренажной модели профиля GA(W)-1 [2] со съёмным вращающимся цилиндром в программном пакете Solid Works (рис. 1);

- изготовление модели с помощью 3D принтера;

- математическое моделирование обтекания аэродинамического профиля GA(W)-1 в вычислительном пакете Solid Works Flow Simulation (рис. 2);

- экспериментальное исследование обтекания модели профиля в аэродинамической трубе.

Рис. 2

Экспериментальная модель профиля с отклоненным закрылком и вращающемся цилиндром с выдувом струи через щель цилиндра, спроектирована таким образом, что позволяет провести автоматизированный эксперимент. Под автоматизированным экспериментом предполагается автоматическое изменение углов атаки модели и закрылка, снятие показаний с дифференциального электронного манометра в автоматическом режиме.

В работе рассмотрены основные особенности применения расчётного метода и результаты расчёта для профиля GA(W)-1.

Так на рис. 3 показано сравнение результатов математического моделирования расчёта аэродинамических характеристик профиля GA(W)-1 в вычислительном пакете Solid Works Flow Simulation с экспериментальными результатами [2]. Расчеты велись на персональном компьютере с процессором Intel Core i5, 2.3 ГГц, ОЗУ 4 Гб с общим количеством расчетных ячеек 941364. Время расчета одного угла атаки составило примерно 45 минут.

На рис. 3 показано хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных [2] для аэродинамических характеристик профиля GA(W)-1 без закрылка. Незначительное расхождение между экспериментальными и расчётными данными наблюдается на углах атаки близких к критическим. Можно отметить, что оценка среднего квадратического отклонения в

Рис. 3

диапазоне углов атаки от -7 до +10 градусов составляет 2 % , а во всем диапазоне углов атаки, показанном на рис. 3, эта же величина равна 4 %. Таким образом, математическое моделирование в вычислительном пакете Solid Works Flow Simulation при использовании модели турбулентности k-Ɛ дает хорошо согласованный результат с экспериментом.


Литература:

  1. Прохоренко В.П. SolidWorks. Практическое руководство. – М.: Бином, 2004. – 289 с.

  2. Кашафутдинов С.Т., Лушин В.Н. Атлас аэродинамических характеристик крыловых профилей. – М.: Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина, 1994. – 74 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle