Computational fluid dynamics study of lift enhancement on a NACA0012 airfoil using a synthetic jet actuator

Abstract

Bu çalışmada, hoparlör tipi sentetik jet eyleyici (SJE) kullanarak iki boyutlu sayısal analizler yapılmıştır. Kanat profilinin aerodinamik özelliklerini geliştirmek için SJE'nin hangi frekans ve jet orifis çapında olması gerektiğinin bulunması amaçlanmıştır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) metodu, ANSYS Fluent akış çözücü modülünde, SST k-ω türbülans modeliyle Reynolds ortalamalı Navier-Stokes (RANS) ve daimi olmayan RANS (URANS) denklemlerinde göre kullanılmıştır. Ağ yakınsama indeksi testi HAD analizlerinde ve SJE-kapalı konfigürasyon çalışmasının HAD analizlerinde RANS, diğer tüm analizlerde URANS çözümleri yapılmıştır. Ağ yakınsama indeksi testi sonucunda, düğüm sayısının 34700 olduğu Mesh4 isimli ağ yapısı hem kaldırma hem de direnç katsayısı hesabına göre en uygun ağ yapısı olarak seçilmiştir. Seçilen referans çalışmalara göre farklı açı ve Reynolds sayılarında, 1500’den 2200 Hz’e frekans ve 1 mm’den 3 mm’ye orifis çapı değerlerinde HAD analizleri yapılmış, kaldırma katsayısı SJE-kapalı ve SJE-açık durumlarında kanat profili üzerinde incelenmiştir. Son olarak, SJE tarafından CL ve kaldırma-direnç oranı (CL/CD) iyileştirmesi farklı konfigürasyonlar altında karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre bu katsayılar, düşük ve orta değerlerdeki Reynolds sayılarında etkili bir şekilde artmıştır.