شماره ركورد
34446
پديد آورنده
سعد الثرواني
عنوان
مطالعه عددي آيروديناميك پرنده با ساختار بال متصل در جريان آشفته
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك- تبديل انرژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/9/2
استاد راهنما
زينب پورانصاري
استاد مشاور
/
دانشكده
پرديس دانشگاهي - دانشكده مهندسي مكانيك
چكيده
در سالهاي اخير، طراحيهاي نوين در حوزه آيروديناميك نشان دادهاند كه اتصال بال به بدنه ميتواند نقش مؤثري در بهبود عملكرد وسايل پرنده ايفا كند. اين نوع پيكربندي كه با عنوان بدنه بال متصل (BWB) شناخته ميشود، عملكرد هواپيما را از لحاظ آيروديناميكي بهبود ميبخشد و مصرف سوخت را كاهش ميدهد و ارتقاء پايداري پروازي ميگردد. همچنين بر اساس مطالعات قبل ميتوان ادعا كرد كه استفاده از اين سيستم در وسايل نقليه زير آبي نيز كارايي مطلوبي دارد. اين نوع طراحي بدنه به دليل استفاده از سطح مقطع ايرفويل براي بدنه باعث افزايش نيروي برآ و كاهش نيروي پسا مي شود. در اين مطالعه تلاش ميشود با الهامگيري از طبيعت و موجودات با بال متصل به بدنه (از جمله سفرهماهي)، به معرفي هندسه جديدي از اين وسايل پرنده پرداخته شود. ابتدا هندسه پرنده مورد مطالعه و ارزيابي قرار گرفته و پس از آن هندسه هدف انتخاب شده است. مراحل طراحي، توليد شبكه محاسباتي، شبيهسازي جريان و تحليل نتايج با بهرهگيري از ابزارهاي عددي پيشرفته و روشهاي معتبر در ديناميك سيالات محاسباتي انجام گرفت. در اين پژوهش چهار هندسه BWB، سفره ماهي آب شيرين، راجا و عقاب خالدار تحت شرايط جريان تراكمپذير و در زواياي حمله مختلف مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج حاصل از تحليلهاي عددي نشان داد كه هندسه عقاب خالدار نسبت به ساير گزينهها عملكرد آيروديناميكي بهتري دارد. اين هندسه توانست در عدد ماخ 0.4 و زاويه حمله 10 درجه، بيشترين نيروي برآ و كمترين نيروي پسا را توليد كند. يافتههاي اين پژوهش نشان ميدهند كه استفاده از الگوهاي طبيعي در طراحي وسايل پرنده ميتواند منجر به دستيابي به هندسههايي با كارايي بالا شود. همچنين، نتايج بهدستآمده ميتوانند در توسعه نسل جديدي از هواپيماهاي سبك، پهپادها و وسايل نقليه زيرآبي مورد استفاده قرار گيرند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/10
عنوان به انگليسي
Numerical study of the aerodynamics of a bird with a connected wing structure in turbulent flow
تاريخ بهره برداري
11/23/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سعد الثرواني
چكيده به لاتين
In recent years, innovative aerodynamic designs have demonstrated that integrating the wing with the fuselage can significantly enhance the performance of flying vehicles. This configuration, known as the Blended Wing Body (BWB), improves aerodynamic efficiency, reduces fuel consumption, and enhances flight stability. Moreover, previous studies suggest that such systems may also offer promising performance in underwater vehicles. The use of an airfoil-shaped cross-section for the fuselage contributes to increased lift and reduced drag forces. This study aims to introduce a novel geometry for flying vehicles inspired by nature and creatures with wing-fuselage integration, such as stingrays. Initially, a reference geometry was evaluated, followed by the selection of a target configuration. The design process, mesh generation, flow simulation, and result analysis were conducted using advanced numerical tools and validated computational fluid dynamics (CFD) methods. Four geometries BWB, freshwater stingray, Raja, and spotted eagle ray were simulated under compressible flow conditions and various angles of attack. The numerical results revealed that the spotted eagle ray geometry exhibited superior aerodynamic performance compared to the other configurations. Specifically, it achieved maximum lift and minimum drag at Mach number 0.4 and an angle of attack of 10 degrees. The findings of this research indicate that biomimetic approaches in aerial vehicle design can lead to highly efficient geometries. Furthermore, the results may contribute to the development of a new generation of lightweight aircraft, unmanned aerial vehicles (UAVs), and underwater vehicles.
كليدواژه هاي فارسي
بدنه بال متصل (BWB) , ديناميك سيالات محاسباتي , سيال تراكم پذير
كليدواژه هاي لاتين
Blended Wing Body (BWB) , Computational Fluid Dynamics, Compressible Flow , Compressible Flow
Author
Saad Al-Tharwanee
SuperVisor
Dr. Zeinab Pouransari