بررسی آزمایشگاهی رژیم های حرکتی یک صفحه با درجه آزادی حول محور تقارن عرضی

همواره مطالعة جريان غيردائم حول اجسام و صفحات در حال چرخش يا نوسان (آنتن ها، فرفره ها، اجسام پرندة دارای دم) از اهميت بسیار خاصي برخوردار بوده است. برخی از اجسام با درجه آزادی چرخشی، در معرض جریان هوا قرار گرفته و یا با توجه به شکل هندسی خاص بدلیل توزیع جریان حول آن، شروع به دوران و یا نوسان می نمایند. بمنظور تأمين الزامات عملکردي اين گونه وسايل، لازم است رفتار آنها تحت درجات آزادي مختلف و با مشخصات هندسي گوناگون، بررسی و نيز جهت گيري آنها در جريان به دقت پيش بيني گردد. از خصوصيات اين گونه اجسام، ايجاد توزيع پيچيدة گردابه هاي حاصل از جدايي جريان در لبه¬های تيز و همچنين از دست دادن پايداري لايه¬هاي گردابه¬اي است. بعلاوه تأثير متقابلی بين جريان و خود جسمِ در حال حرکت نيز وجود دارد. در این حالت ها جریان پیچیده¬ای حاصل می گردد که تحلیل آن از لحاظ آیرودینامیکی مشکل است. لذا مطالعه این گونه جریان ها توسط کاربرد مستقيم روشهاي مدلسازي عددي بسيار مشکل بوده ولی استفاده از روش-های آزمایشگاهی مناسب می¬باشد. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی رفتار مدلی صفحه¬ای شکل در تونل باد پرداخته شده است. این مدل دارای درجه آزادی چرخشی حول محور تقارن عرضی است. در این آزمایش ابتدا مدل تحت زوایای حمله اولیه¬ای قرار گرفته و پس از تنظیم جریان هوا روی سرعت مد نظر، مدل رها شده، بگونه ای که آزادانه می¬تواند حول محور تقارن عرضی چرخش انجام دهد. نتایج نشان می¬دهد در این حالت که مدل آزادانه می تواند چرخش داشته باشد دو رژیم دورانی و نوسانی با توجه به زاویه حمله اولیه و سرعت جریان هوا رخ می¬دهد که این محدوده ها مشخص گردیده است. همچنین عدد استروهال وقوع رژیم دورانی مدل نیز تعیین شده و تقریباً ورود به رژیم دورانی در یک استروهال خاص اتفاق می افتد.

تونل باد- عدد استروهال-رژیم دورانی و نوسانی- هیسترزیس