Graduate papers
  
Description of the graduate paper
Form of studies Professional Master
Title of the study programm Aviation Transport
Title in original language Zema Reinolda skaitļa lidmašīnu spārna profila konstrukcijas optimizēšana un aprēķins.
Title in English Design optimization and numerical analysis of low Reynolds number airfoils.
Author Lucas Brandao Rodrigues
Department International Cooperation and Foreign Students Department
Scientific advisor Ali Arshad
Reviewer P.Nagaraj
Abstract Lidmašīnas spārna profilu attīstība ir piesaistījusi aerodinamikas praktiķu uzmanību vairāk nekā 100 gadus. Pēdējā laikā vairāk uzmanības tika pievērsta zema skaita Reynolda lidmašīnas spārna profilu attīstībai. Reynolda skaitam, kas ir mazāks par 500000, aerodinamisko elementu projektēšanas un novērtēšanas paņēmieni nav tik attīstīti kā Reynolda numuram, kas pārsniedz minēto vērtību. Šajā diapazonā ir konstatētas problēmas, kas saistītas ar robežslāņu atdalīšanu un pāreju. Tātad, pārejas procesa izpratne ir būtiska šāda veida aerodinamisko materiālu veidošanai, jo šis process kontrolē atdalīšanas un atkārtotas piestiprināšanas vietu. Saistībā ar divdimensiju aerodinamisko analīzi, potenciālā plūsmas teorija, parasti dod labus aptuvenus rezultātus, un šādas teorijas saplūšana ar viskozitātes modeļiem ir izstrādāta, lai iegūtu precīzākus rezultātus. CFD metodes pārvar potenciālās plūsmas teorijas ierobežojumus, bet tai ir augstāki skaitļošanas izdevumi. Šajā darbā, lai optimizētu zemā skaita Reynolda lidmašīnas spārna profilu, tiks izmantota potenciālā plūsmas teorija, un vēlāk tiks izmantotas CFD metodes precīzākiem rezultātiem. XFOIL iegūtie rezultāti, kas izmantoti aerodinamikas novērtēšanai, tika salīdzināti ar vēja tuneļa datiem, kopumā sanāca labi kopējie rezultāti, kas bija saistībā ar cēlējspēku, vilcējspēku un momenta prognozēšanu. Lidmašīnas spārna profila divas kategorijas tika optimizētas ar dažādām konstrukcijas prasībām. Attiecībā uz kategoriju “zems Reynolds” optimizētais parametrs tika palielināts par 10%. Kategorijai „augsts cēlējspēks, zems Reynolds” optimizētais parametrs tika palielināts par 5.6%. Rezultāti, kas iegūti ar XFOIL, tika salīdzināti ar rezultātiem, kas tika iegūti izmantojot programmu ‘’Fluent’’. Kategorijā “zems Reynolds”, metodes sniedza labus rezultātus attiecībā uz cēlējspēku, vilcējspēku un momenta koeficientiem. Attiecībā uz kategoriju „augsts cēlējspēks, zems Reynolds” rezultāti bija salīdzinoši pretrunīgi, īpaši attiecībā uz cēlējspēka koeficientu. Šādam aerodinamiskajam slānim šķiet, ka laminārā atdalīšanas burbulim ir spēcīga ietekme uz aerodinamiskajiem koeficientiem augstos uzplūdes leņķos. Papildus tam, CFD analīze, izmantojot pārejas jutīgus turbulences modeļus, ļāva novērtēt laminārā atdalīšanas burbuļa uzvedību dažādiem abu kategoriju uzplūdes leņķiem.
Keywords Zema Reinolda skaitļa lidmašīnu spārna profili, Dizaina optimizēšana, Divdimensiju aerodinamiskā analīze, Laminārās atdalīšanas burbulis
Keywords in English Low Reynolds number airfoils, Design optimization, 2-dimensional aerodynamic analysis, Laminar separation bubble
Language eng
Year 2019
Date and time of uploading 28.05.2019 23:29:02