نقل قول جان اندرسون مبانی آیرودینامیک:
جریان سه بعدی به سادگی توزیع فشار را در بال محدود تغییر می دهد به گونه ای که عدم تعادل فشار خالص در جهت V∞ وجود دارد (یعنی پسا ایجاد می شود). از این نظر، کشش القایی نوعی "فشار" است. بکشید."
بال در 15 درجه AoA که در آسمان پرواز می کند و همان وزن بال را تولید می کند...
AXIOM: سیال فقط به دو صورت می تواند به جسم نیرو وارد کند: فشار (نیروی عادی) و ویسکوزیته (نیروی مماسی).
ادغام تمام نیروهای مماس در بال، نیروی حاصل را می دهد. جزء در جهت عقب موازی با جریان آزاد، SKIN FRICTION DRAG است.
ادغام فشار استاتیک در کل بال، نیروی فشار حاصل را ایجاد می کند. جزء آن نیرو در جهت عقب موازی با جریان آزاد، PRESSURE DRAG است.
چه چیزی جز کشش القا شده است، چگونه کشش القایی (که درگ فشار است) را از کشش فشار در هنگام تولید بالابر بال تشخیص دهید؟
روش های مختلفی برای تجزیه نیروهای بالابر و درگ وجود دارد و متأسفانه با یکدیگر سازگار نیستند.
اگر میدان جریان را میدانید (مثلاً به این دلیل که شبیهسازی CFD را اجرا میکردید)، برای محاسبه لیفت و کشیدن، باید ادغام کنید:
نیروهای فشار (یعنی بار فشار موضعی سطح نرمال، بیش از سطح)
نیروهای چسبناک (تنش لزج موضعی ضربدر جهت برشی، روی سطح) تنش برشی مماس بر سطح موضعی است، اما از آنجایی که همه سطوح بر جهت پرواز مماس نیستند، این امر بر روی بالابر و درگ تأثیر میگذارد (اگرچه معمولاً برای کشیدن بسیار بیشتر است).
این به شما دو بردار نیرو می دهد، و بعد از اینکه آنها را جمع کردید، سپس می توانید آنها را به یک جزء که موازی با جهت جریان است (کشیدن) و یکی که با آن عادی است (بالا) تجزیه کنید. (فعلا نیروهای spanwise را فراموش کنیم...). با نگاه کردن به درگ، مطمئناً می توانید ببینید که کدام قسمت از نیروهای فشار و کدام از نیروهای ویسکوز می آید.
بعد، کشش القایی: این در واقع یک تعریف تا حدودی تئوری است، و اکثر مردم امروزه در مورد درگ "وابسته به بالابر" صحبت می کنند. این به این معنی است که: ایرفویل به دلیل اینکه بالابر ایجاد می کند، چقدر نیروی کشش بیشتری تولید می کند؟ با فرض یک ایرفویل بدون خار، کمترین درگ در AoA=0° است، زمانی که لیفت نیز صفر است، بنابراین تمام درگ اضافی که در AoA=15° دریافت می کنیم، وابسته به بالابر است. با فرض یک ایرفویل خاردار، کمترین پسا در واقع در حالت بالابر صفر نیست، و همچنین در AoA=0 درجه نیست، بنابراین در کمترین پسا، در واقع مقداری بالابر تولید می کند -- بنابراین ... کشش وابسته به بالابر منفی! فقط به این قطبهای درگ نگاه کنید: قطبهای ایرفویلهای به شدت خاردار را بکشید آیا این بدان معناست که ما درگ القایی منفی داریم؟ استفاده از تعریف ما در حال حاضر دشوار شده است. پس بیایید فعلا ایرفویل را خالی نگه داریم، به این معنی که کمترین درگ نیز در AoA=0 است، جایی که ما هیچ بالابری تولید نمی کنیم.
بنابراین، در این شرایط، وقتی AoA را افزایش میدهیم، چه اتفاقی میافتد؟ البته فشار روی قسمت بالایی بال کاهش می یابد و در سمت پایین افزایش می یابد. این بدان معنی است که ما نیروی فشاری دریافت می کنیم که بیشتر به سمت بالا (بالا) و همچنین تا حدودی به سمت عقب (کشیدن) اشاره می کند. اما ما در حال تسریع جریان در سمت بالا هستیم که اصطکاک را در آنجا افزایش می دهد. ما در سمت پایین کاهش میدهیم، اما این اثر کمی کمتر است. این بدان معنی است که ما مقداری کشش اصطکاک اضافی دریافت می کنیم. اما این همه ماجرا نیست! به دلیل اصطکاک اضافی در سمت بالا، لایه مرزی سریعتر از آنچه که در غیر این صورت رشد می کند، تغییر می کند، خطوط جریان را تغییر می دهد، که به نوبه خود توزیع فشار را تغییر می دهد و باعث کشش فشار اضافی می شود. این به این معنی است: اگر ما اکنون اصطکاک را خاموش کنیم، در واقع کشش فشار را نیز کاهش میدهیم!
بال در 15 درجه AoA که در آسمان پرواز می کند و همان وزن بال را تولید می کند...
AXIOM: سیال فقط به دو صورت می تواند به جسم نیرو وارد کند: فشار (نیروی عادی) و ویسکوزیته (نیروی مماسی).
ادغام تمام نیروهای مماس در بال، نیروی حاصل را می دهد. جزء در جهت عقب موازی با جریان آزاد، SKIN FRICTION DRAG است.
ادغام فشار استاتیک در کل بال، نیروی فشار حاصل را ایجاد می کند. جزء آن نیرو در جهت عقب موازی با جریان آزاد، PRESSURE DRAG است.
چه چیزی جز کشش القا شده است، چگونه کشش القایی (که درگ فشار است) را از کشش فشار در هنگام تولید بالابر بال تشخیص دهید؟
روش های مختلفی برای تجزیه نیروهای بالابر و درگ وجود دارد و متأسفانه با یکدیگر سازگار نیستند.
اگر میدان جریان را میدانید (مثلاً به این دلیل که شبیهسازی CFD را اجرا میکردید)، برای محاسبه لیفت و کشیدن، باید ادغام کنید:
نیروهای فشار (یعنی بار فشار موضعی سطح نرمال، بیش از سطح)
نیروهای چسبناک (تنش لزج موضعی ضربدر جهت برشی، روی سطح) تنش برشی مماس بر سطح موضعی است، اما از آنجایی که همه سطوح بر جهت پرواز مماس نیستند، این امر بر روی بالابر و درگ تأثیر میگذارد (اگرچه معمولاً برای کشیدن بسیار بیشتر است).
این به شما دو بردار نیرو می دهد، و بعد از اینکه آنها را جمع کردید، سپس می توانید آنها را به یک جزء که موازی با جهت جریان است (کشیدن) و یکی که با آن عادی است (بالا) تجزیه کنید. (فعلا نیروهای spanwise را فراموش کنیم...). با نگاه کردن به درگ، مطمئناً می توانید ببینید که کدام قسمت از نیروهای فشار و کدام از نیروهای ویسکوز می آید.
بعد، کشش القایی: این در واقع یک تعریف تا حدودی تئوری است، و اکثر مردم امروزه در مورد درگ "وابسته به بالابر" صحبت می کنند. این به این معنی است که: ایرفویل به دلیل اینکه بالابر ایجاد می کند، چقدر نیروی کشش بیشتری تولید می کند؟ با فرض یک ایرفویل بدون خار، کمترین درگ در AoA=0° است، زمانی که لیفت نیز صفر است، بنابراین تمام درگ اضافی که در AoA=15° دریافت می کنیم، وابسته به بالابر است. با فرض یک ایرفویل خاردار، کمترین پسا در واقع در حالت بالابر صفر نیست، و همچنین در AoA=0 درجه نیست، بنابراین در کمترین پسا، در واقع مقداری بالابر تولید می کند -- بنابراین ... کشش وابسته به بالابر منفی! فقط به این قطبهای درگ نگاه کنید: قطبهای ایرفویلهای به شدت خاردار را بکشید آیا این بدان معناست که ما درگ القایی منفی داریم؟ استفاده از تعریف ما در حال حاضر دشوار شده است. پس بیایید فعلا ایرفویل را خالی نگه داریم، به این معنی که کمترین درگ نیز در AoA=0 است، جایی که ما هیچ بالابری تولید نمی کنیم.
بنابراین، در این شرایط، وقتی AoA را افزایش میدهیم، چه اتفاقی میافتد؟ البته فشار روی قسمت بالایی بال کاهش می یابد و در سمت پایین افزایش می یابد. این بدان معنی است که ما نیروی فشاری دریافت می کنیم که بیشتر به سمت بالا (بالا) و همچنین تا حدودی به سمت عقب (کشیدن) اشاره می کند. اما ما در حال تسریع جریان در سمت بالا هستیم که اصطکاک را در آنجا افزایش می دهد. ما در سمت پایین کاهش میدهیم، اما این اثر کمی کمتر است. این بدان معنی است که ما مقداری کشش اصطکاک اضافی دریافت می کنیم. اما این همه ماجرا نیست! به دلیل اصطکاک اضافی در سمت بالا، لایه مرزی سریعتر از آنچه که در غیر این صورت رشد می کند، تغییر می کند، خطوط جریان را تغییر می دهد، که به نوبه خود توزیع فشار را تغییر می دهد و باعث کشش فشار اضافی می شود. این به این معنی است: اگر ما اکنون اصطکاک را خاموش کنیم، در واقع کشش فشار را نیز کاهش میدهیم!
- ۱۵.۲k
- ۲۵ شهریور ۱۴۰۱
دیدگاه ها (۰)
در حال بارگزاری
خطا در دریافت مطلب های مرتبط