شماره ركورد
33237
پديد آورنده
حامد عماري
عنوان
مطالعه عددي عملكرد آيروديناميكي و آيروآكوستيكي يك نمونه ملخ در جريان آشفته
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
تبديل انرژي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/12/11
استاد راهنما
دكتر زينب پور انصاري
استاد مشاور
0
دانشكده
مكانيك
چكيده
چكيده
امروزه، بررسي آيروآكوستيكي جريان آشفته اهميت بسيار زيادي براي محققان و پژوهشگران دارد. در واقع به واسطه حركت اجسام متحرك و عموما دوار در مجاورت سيال، ميدان فشار و سرعتي ايجاد ميشود كه نوعي بينظمي و تلاطم در سيال ايجاد ميكند. حركت گردابههاي جريان آشفته، ادغام و يا شكسته شدن آنها در جريان سيال موجب توليد امواج صوتي ميشود. در بسياري از موارد صوت ايجاد شده ميتواند اثرات مخربي بر كاربري قطعه مكانيكي داشته باشد. در اين مطالعه به بررسي همزمان عملكرد آيروديناميكي و آيروآكوستيكي يك ملخ تجاري به نام A10-10-APC در محيط سيال پرداخته ميشود. موتورهاي ملخي بدليل بازده بالايي كه در مقايسه با ديگر موتورها دارند، از اهميت خاصي در صنايع هوايي برخوردار هستند. به كمك شبيهسازي عددي صورت گرفته به كمك نرمافزار انسيس، معادلات بقاي جرم و مومنتوم و همچنين معادله حاكم بر انتشار صوت، تحليل ميشوند. علاوه بر آن به منظور مطالعه دقيق رفتار اديهاي ايجاد شده در جريان آشفته، از مدل LES استفاده ميشود تا بتوان انتشار صوت را با دقت خوبي بررسي كرد. در ادامه نيز به كمك نتايج تجربي ارائه شده در شدت توربولانسي 4.9% و ضريب پيشرفت 0.47، به صحتسنجي نتايج ارائه شده پرداخته ميشود. در نهايت تلاش شده است به بررسي نقش پارامترهاي فيزيكي اصلي بر ميزان انتشار صوت پرداخته شود. لازم به ذكر است در اين مطالعه براي اولين بار، تاثير همزمان شكل هندسه ملخ و شرايط فيزيكي سيال عبوري از آن، بر روي عملكرد آيروديناميكي و آيروآكوستيكي آن، مورد ارزيابي قرار گرفت؛ از اين رو پرههايي با سطح مقطع NACA0012 و NACA0018 نيز شبيهسازي شدند. نتيجه بدست آمده حاكي از آن است ملخ A10_10 APC نسبت به ملخ هاي ديگر مورد مطالعه قرار گرفته شده بازده آيروديناميكي بالاتري داشته و هم سر و صداي كمتري توليد كرده است. نتايج اين پژوهش نشان داد كه با افزايش ضريب پيشرفت از 0.47 تا 0.92 بازده ملخ، روندي صعودي دارد، اما نمودار ضريب پيشرانش آن يك روند نزولي را نشان ميدهد. همچنين با تغيير شدت توربولانسي از 4.9% به 10% ، افزايش تقريبي 3.5 درصدي در بازده كل ملخ مشاهده شد و همچنين ضريب پيشرانش و ضريب توان نيز به ترتيب 0.6 و 0.2 افزايش پيدا ميكنند. بنابراين ميتوان ادعا كرد كه با افزايش شدت توربولانسي جريان، عملكرد آيروديناميكي ملخ بهبود يافته است.
واژههاي كليدي: آيروديناميك، آيروآكوستيك، شبيهسازي عددي، جريان آشفته
تاريخ ورود اطلاعات
1403/12/11
عنوان به انگليسي
Numerical Study of Aerodynamic and Aeroacoustic Performance of a Propeller in Turbulent Flow
تاريخ بهره برداري
3/1/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حامد عماري
چكيده به لاتين
Abstract
Today, the study of turbulent flow aeroacoustics is of great importance to researchers and scholars. In fact, due to the movement of moving and generally rotating objects in the vicinity of the fluid, a pressure and velocity field is created that creates a kind of disorder and turbulence in the fluid. The movement of turbulent flow vortices, their merging or breaking in the fluid flow, causes the generation of sound waves. In many cases, the sound generated can have destructive effects on the use of a mechanical component. In this study, the simultaneous aerodynamic and aeroacoustic performance of a commercial propeller called A10-10-APC in a fluid environment is studied. Propeller engines are of particular importance in the aviation industry due to their high efficiency compared to other engines. With the help of numerical simulations performed with the help of ANSYS software, the mass and momentum conservation equations, as well as the governing equation for sound propagation, are analyzed. In addition, in order to accurately study the behavior of eddies created in turbulent flow, the LES model is used to examine sound propagation with good accuracy. In the following, the presented results are verified with the help of experimental results presented at a turbulence intensity of 4.9% and a progress factor of 0.47. Finally, an attempt has been made to investigate the role of the main physical parameters on the sound propagation rate. It should be noted that in this study, for the first time, the simultaneous effect of the propeller geometry and the physical conditions of the fluid passing through it on its aerodynamic and aeroacoustic performance was evaluated; therefore, blades with NACA0012 and NACA0018 cross-sections were also simulated. The obtained results indicate that the A10_10 APC propeller has higher aerodynamic efficiency and produces less noise than the other propellers studied. The results of this study showed that with the increase in the advance coefficient from 0.47 to 0.92, the propeller efficiency has an upward trend, but its thrust coefficient graph shows a downward trend. Also, with the change in turbulence intensity from 4.9% to 10%, an approximate increase of 3.5% in the total propeller efficiency was observed, and the thrust coefficient and power coefficient also increase by 0.6 and 0.2, respectively. Therefore, it can be claimed that with the increase in the turbulence intensity of the flow, the aerodynamic performance of the propeller has improved.
كليدواژه هاي فارسي
آيروديناميك، آيروآكوستيك، شبيهسازي عددي، جريان آشفته
كليدواژه هاي لاتين
Aerodynamics, Aeroacoustics, Numerical Simulation, Turbulent Flow
Author
Hamid Imari
SuperVisor
Zeinab Pour Ansari