26530

تحليل جريان بر روي ايرفويل ناكا 0015 به روش پردازش تصوير PIV

كارشناسي ارشد

مكانيك-تبديل انرژي

1394

1399/11/30

مهدي مقيمي

نوروزمحمد نوري - محمد ضابطيان طرقي

مكانيك

سرعت¬سنجي سيالات به روش تجربي، كاربرد گسترده¬اي در تحقيقات دارد ولي در اين ميان روش¬هايي كه بدون ايجاد تداخل و تغيير در جريان، سرعت سيال را محاسبه مي¬كنند، بسيار مهم هستند. عموم اين روش¬ها مثل PIV ، PTV و LDV مبتني بر اپتيك هستند كه در اين ميان، روش PIV يا سرعت¬سنجي ذره¬عكس¬ها به دليل دقت بالا، كاربرد بيشتري نسبت به ساير روش¬ها دارد. در پروژه حاضر در گام نخست از روش PIV براي سرعت¬سنجي جريان سيال (مايع) بر روي يك پله، از منبع ليزري پنج ميلي¬وات با طول موج 632.8 نانومتر و همچنين يك دوربين PCO1200 با سرعت بالا استفاده شده است. هدف از انجام اين پروژه بررسي و تفسير نتايج تغييرات ورتيسيته براي زواياي متفاوت ايرفويل (هيدروفويل ) در چهار عدد رينولدز متفاوت است، به نحوي كه بتوان از اطلاعات به دست آمده براي بهبود برنامه¬هاي حل عددي استفاده كرد. در گام دوم، به كمك ليزري با دامنه سبز پنج وات با طول موج 532 نانومتر (سبز) و دوربيني با سرعت 25 فريم بر ثانيه، خطوط جريان ، ورتكس¬ها و همچنين جريان حول يك ايرفويل ناكا0015 با تنيدگي خاص در يك تونل آب بررسي شده است. در مرحله بعد به صورت تجربي به ساخت تونل آب و نصب دستگاه¬ها براي تصويربرداري پرداخته شده كه از ديگر نقاط مورد توجه پروژه است. پس از پس¬پردازش داده¬هاي خروجي به كمك متلب و نرم¬افزار PIV Lab، مشاهده شده است كه با افزايش زاويه حمله پره و عدد رينولدز جريان آب درون تونل، اولاً جدايش در فاصله كمتري نسبت به لبه پره اتفاق افتاده است، ثانياً وسعت و مقدار ميانگين ناحيه ورتيسيته پايين¬دست جريان با افزايش زاويه تا 10 درجه در بعضي نواحي نزديك به پنجاه درصد افزايش يافته است كه براي بهبود عملكرد نرم¬افزار¬هاي حل عددي قابل استفاده است. واژه‌هاي كليدي: سرعت سنجي، پي آي وي، جريان روي پله، جريان حول ايرفويل (هيدروفويل) ناكا 0015

1401/02/25

Applying PIV Method To Investigate Flow Over A NACA 0015 Airfoil

2/19/2022 12:00:00 AM

Nowadays, Experimental Fluid velocimetry is widely used in researches but methods which are capable to calculate the fluid velocity none-interference has a very important role in new investigations. Generally, these methods like PTV, PIV and LDV techniques are all based on optic rules. The PIV method which stands for Particle Image velocimetry is the most precise one, so it usually uses more than others in a very wide range of applications. In the present paper, PIV method first has been used to velocimetry the whole field and also specify the streamlines of the flow over a backward facing step by using a 5 mW laser source of 632.8 nm wavelength (red spectrum) and a PCO1200 high-speed camera. In the next step PIV technique has been employed to investigate the flow and vorticity condition around a twisted NACA0015 hydrofoil (Airfoil) in a water tunnel by using 5 mW laser source of 532 nm wavelength (green spectrum) and a 25 frame per second high-speed Samsung camera. In the next stage of the present study, making the water tunnel and the calculations, setting it up and getting the devices ready for a PIV test has been described with all details. MATLAB PIV Lab software has been employed to postprocess the raw data gathered from both experiments and all of the stages has been described step by step. As the main purpose of this investigation, vorticity changes at different hydrofoil attack angles for different Reynolds numbers has been checked experimentally. The extracted data from PIV Lab has been used to validate and optimize numerical solution simulation software, which in this case it was Ansys CFX. Also, it was concluded, increasing attack angle up to 10 degree and Increasing Reynolds number, will cause an earlier separation and a bigger vorticity field for about 50 percent.

سرعت سنجي , پي آي وي , سرعت سنجي با تصاوير ذرات , جريان روي پله , جريان حول ايرفويل (هيدروفويل) ناكا 0015 , ناكا 0015 تنيده

velocimetry , PIV , Particle Image Velocimetry , Flow Over Backward Facing Step , Flow Over NACA 0015 Airfoil (Hydrofoil) , Twisted NACA 0015

Farbod Salehzadeh

Mahdi Moghimi