Nghiên cứu đặc tính khí động học cánh delta

Nghiên cứu đặc tính khí động học cánh delta Nghiên cứu đặc tính khí động học cánh delta Nghiên cứu đặc tính khí động học cánh delta luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Đ A H K CƠ K NGHI N C Đ C T NH KH ĐỘNG HỌC CÁNH D VĂ K Ạ SĨ K ƠK KHOÁ 2016A ội – ăm 2017 Ọ TA BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đ A NGHI N C H Đ C T NH KH ĐỘNG HỌC CÁNH D Chuyên ngành : K VĂ K TA ƠK Ạ SĨ K ƠK ƯỜI ƯỚ S à ội – ăm 2017 Ọ DẪ K Kim D Ọ : MỤC LỤC Lời mở đầu Trang CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁNH DELTA 1.1 Lịch sử hình thành cánh Delta 1.2 Đặc điểm cánh Delta 1.3 Xoáy cánh Delta 1.5 Ảnh hưởng góc quét tới đặc tính cánh Delta 1.6 Lực nâng cánh Delta CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ DÒNG CHẢY RỐI 2.1 Khái niệm dòng chảy rối 2.2 Phân định trạng thái chảy rối 2.3 Đặc tính chung dịng chảy rối 10 2.3.1 Mạch động lưu tốc 10 2.3.2 Cường độ mạch động .11 2.4 Hệ phương trình Navier-Stokes tính tốn thủy động lực học chất lỏng 11 2.5 Hệ phương trình Reynolds Navier-Stokes tính tốn thủy động lực học chất lỏng 12 2.6 Phương pháp đo cường độ rối thực nghiệm 13 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG RỐI .16 ĐẾN CÁNH DELTA .16 3.1 ài toán nghi n c u .16 3.2 Đôi nét nghi n c u thực nghiệm .17 3.3 Phương pháp nghi n c u mô số 18 3.4 Phân tích kết mơ so sánh với thực nghiệm 29 3.4.1 Phân tích rối tạo lưới tạo rối .29 3.4.2 Kết mô thực nghiệm với cánh Delta 39 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 i DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH Hình 1.1 Mẫu máy bay sử dụng cánh Delta cổ điển Hình 1.2 Cánh Delta máy bay ném bom Avro Vulcan Hình 1.3 Máy bay chiến đấu F102 không quân Hoa Kỳ Hình 1.4 Máy bay chiến đấu Eurofighter Typhoon sử dụng cánh Delta với cánh canard phía trước Hình 1.5 cánh delta sóng va Hình 1.6 Các cuộn xốy tr n cánh Delta Hình 1.7 Đồ thị hệ số lực nâng, lực cản mơ men chúc ngóc theo góc .5 Hình 1.10: Kp Kv theo tỉ số dạng A .7 Hình 1.11 CL theo góc α cánh Naca Delta Hình 1.12 Ơ tơ đua máy bay chiến đấu F102 Hình 2.1 Vận tốc t c thời dòng chảy rối 10 Hình 2.2 Nguy n lý hoạt động CTA 14 Hình 2.3 Sơ đồ làm việc CTA 15 Hình 3.1 Mơ hình máy đo rối thực nghiệm phong kế nhiệt độ không đổi (CTA - Constant-Temperature Anemometer) .18 Hình 3.2 Quy trình giải tốn mơ số Fluent - Ansys 24 Hình 3.3 Mơ hình lưới tạo rối 25 Hình 3.4 Miền tính tốn cho lưới tạo rối 25 Hình 3.5 Kích thước mơ hình cánh Delta 26 Hình 3.6 Miền khơng gian tính tốn 26 Hình 3.7 Mơ hình lưới tính tốn với mơ hình lưới trung bình 27 Hình 3.8 Mơ hình lưới miền tính tốn có cánh 28 Hình 3.9 Thiết lập thơng số đầu vào mơ hình rối Realizable k-ε .29 Hình 3.10 Phân bố vận tốc mặt phẳng dọc (y = 0.0375 m) mặt phẳng qua tâm dọc (y = m) .30 Hình 3.11 Trường dịng dịng chảy qua lưới 31 Hình 3.12 Phân bố cường độ rối 32 Hình 3.13 Sự suy giảm cường độ rối sau lưới với lưới to 33 Hình 3.14 Sự suy giảm cường độ rối sau lưới với lưới trung bình 34 Hình 3.15 Sự suy giảm cường độ rối sau lưới với lưới nhỏ .34 Hình 3.16 Sự suy giảm cường độ rối sau lưới trường hợp lưới tạo rối 35 Hình 3.17 Phân bố cường đội rối theo chiều cao buồng thử với lưới lớn 36 Hình 3.18 Phân bố cường đội rối theo chiều cao buồng thử với lưới trung bình 37 ii Hình 3.19 Phân bố áp suất mặt tr n cánh Del 41 Hình 3.20 Phân bố áp suất mặt cánh .42 Hình 3.21 Hệ tọa độ đồ thị hình 3.21 43 Hình 3.22 Phân bố hệ số áp suất mặt tr n vị trí x/Cr=0.187 43 Hình 3.23 Hệ số lực nâng theo góc .45 Hình 3.24 Hệ số lực cản theo góc 45 Hình 3.25 Phân bố áp suất mép trường hợp góc 20, I=10% 47 Hình 3.26 Phân bố áp suất X=0.285 trường hợp góc 20, I=10% 47 Hình 3.27 Đường tâm xốy với trường hợp I=0.5% I=7% 48 Hình 3.28 Đường tâm xoáy với trường hợp I=10% I=15% 49 Hình 3.29 Đường tâm xốy thay đổi góc tăng từ 30 đến 35 độ 50 Hình 3.30 Tâm xốy mép cánh thay đổi góc 51 ảng 3.1 Các trường hợp lưới tạo rối nghi n c u 16 ảng 3.2 ảng đánh giá chất lượng lưới 27 ảng 3.3 ảng đánh giá chất lượng lưới trường hợp có cánh Delta 28 ảng 3.4 Cường độ rối trường hợp lưới khác 36 ảng 3.5 So sánh kết thực nghiệm mô .38 ảng 3.6 Thơng số khí động cánh Delta 44 ảng 3.7 Hệ số chất lượng khí động theo góc 46 iii KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT A/AR ……………………………… Tỉ số dạng b ……………………………… Chiều dài sải cánh CL ……………………………… Hệ số lực nâng CL,p ……………………………… Hệ số lực nâng CL,v ……………………………… Hệ số lực nâng xoáy CD ……………………………… Hệ số lực cản Cm ……………………………… Hệ số momen Cp ……………………………… Hệ số áp suất Cr ……………………………… Chiều dài dây cung gốc cánh D ……………………………… Lực cản f ……………………………… Hệ số chất lượng khí động L ……………………………… Lực nâng M ……………………………… Momen R ……………………………… Hằng số chất khí Re ……………………………… Số Reynold S ……………………………… Diện tích cánh ΔSi ……………………………… Phần tử diện tích th i T ……………………………… Nhiệt độ v ……………………………… Vận tốc α ……………………………… Góc ρ ……………………………… Khối lượng ri ng khơng khí Ʌ ……………………………… Góc qt ngược iv LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển không ngừng khoa học kĩ thuật nói chung lĩnh vực Hàng khơng nói riêng, hệ máy bay tr n âm đặc biệt máy bay chiến đấu đòi hỏi phải tăng hiệu quả, hiệu suất làm việc linh hoạt hoạt động Trong máy bay dạng cánh Delta sử dụng nhiều khả động ưu điểm bay vận tốc cao Tuy nhi n, nhiều vấn đề cần phải nghi n c u dạng cánh vấn đề cần phải nghi n c u làm rõ cánh Delta đặc tính khí động học hoạt động cánh Delta điều kiện môi trường khác Trong thực tế, máy bay thường xuy n phải hoạt động điều kiện dòng chảy nhiễu động, tính chất dịng chảy ph c tạp Vì vậy, việc tìm hiểu ảnh hưởng dịng chảy rối đến cánh Delta việc bỏ qua để giúp cho việc sử dụng điều khiển máy bay cách hiệu Vì vậy, em chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc tính khí động học cánh Delta” Trong luận văn tốt nghiệp, em nghi n c u đặc trưng khí động học cánh Delta tác động dịng chảy rối với góc quét ngược 65 độ, góc 20 độ trạng thái ổn định theo phương pháp mô số, sử dụng phần mềm ANSYS Fluent kết hợp với kết thu từ thực nghiệm tr n ống khí động âm Nội dung luận văn tốt nghiệp gồm chương:  Chương I: Tổng quan cánh Delta  Chương II: Tổng quan dòng chảy rối  Chương III: Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn bảo, giúp đỡ tận tình thầy môn, đặc biệt cô giáo hướng dẫn TS Hồng Thị Kim Dung để em nghi n c u đề tài Mặc dù vậy, hạn chế thời gian, tài liệu kiến th c n n thiếu sót khơng thể tránh khỏi Kính mong nhận đóng góp kiến thầy cô giáo Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2017 Sinh viên thực nh Hoàng v Chương I: Tổng quan cánh Delta CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁNH DELTA 1.1 Lịch sử hình thành cánh Delta Cánh Delta cánh có dạng hình tam giác.Nó đặt t n Delta tương đồng với kí tự Delta (∆) tiếng Hy Lạp Năm 1961, công nghệ chế tạo t n lửa phát triển mạnh bắt đầu áp dụng từ đề xuất kỹ sư quân Kazimierz Siemienowicz người Lithuania - a Lan Điều khiến hệ thống đánh chặn máy bay trở n n mạnh mẽ đáng kể Điều làm cho máy bay truyền thống trở n n chậm chạp linh hoạt (vận tốc khoảng 0.8M so với vận tốc 1.9-3.5M máy bay chiến đấu cánh Delta thời) Vì máy bay truyền thống dần vị trí vốn có lực lượng khơng qn Những mẫu cánh đầu ti n có dạng “tailless Delta “ khơng có ngang Hình 1.1 Mẫu máy bay sử dụng cánh Delta cổ điển Hình 1.2 Cánh Delta máy bay ném bom Avro Vulcan Thông thường cánh Delta có tỉ số dạng AR nhỏ, dây cung cánh lớn bán kính mép vào thường nhỏ (mép vào sắc cạnh) Alexander Lpippish Đ c người ti n phong lĩnh vực với mẫu cánh Delta cải tiến Máy bay dạng cải thiện đáng kể tốc độ, khó xử Chương I: Tổng quan cánh Delta lý tốc độ chậm, mặt khác loại hoạt động với góc quay lớn khó điều khiển Mẫu cánh tailless Delta trở thành mẫu thiết kế ưu cho máy bay tốc độ lớn sử dụng nhiều thiết kế nhà sản xuất máy bay Hoa Kỳ Pháp Máy bay chiến đấu F102 máy bay chiến đấu đầu ti n sử dụng mơ hình cánh Delta khơng ngang Hình 1.3 Máy bay chiến đấu F102 không quân Hoa Kỳ Từ đó, nhà kĩ thuật đưa nhiều biện pháp nhằm cải tiến mẫu máy bay cánh Delta Gloster Javelin kỹ sư người Anh đưa mẫu có phẳng nhằm cải thiện tốc độ chậm tăng tính động tốc độ cao tăng tính ổn định máy bay Các mẫu cải tiến sau cải tiến việc gắn th m kết cấu cánh mũi canard phía trước cánh máy bay, hay th m cánh ổn định đ ng vào cánh thân máy bay Tất cải tiến nhằm thay đổi luồng khơng khí qua cánh, nâng cao khả quay góc, cải thiện xử lý tốc độ thấp làm giảm tốc độ hạ cánh Hình 1.4 Máy bay chiến đấu Eurofighter Typhoon sử dụng cánh Delta với cánh canard phía trước Chương I: Tổng quan cánh Delta 1.2 Đặc điểm cánh Delta Cánh Delta đặc trưng góc qt ngược phía sau.Với góc qt đủ lớn cánh tránh sóng va sinh từ mũi cánh trình hoạt động tr n âm Cánh Delta loại cánh có tỉ số dạng nhỏ cánh bị thất tốc góc cao với lực cản cảm ng lớn Một ưu điểm khác cánh Delta góc tăng sinh cuộn xoáy tr n cánh tạo lực nâng cho cánh, tượng stall xảy góc lớn Th m vào đó, kết cấu cánh Delta chắn cánh bình thường Cánh Delta cung cấp khoang diện tích lớn giúp ta có th m khơng gian để ch a trang thiết bị nhi n liệu, đồng thời chi phí sản xuất rẻ việc chế tạo cánh Delta đơn giản Tuy nhiên, cánh Delta có số điểm yếu bay tốc độ thấp Ở tốc độ thấp, cánh Delta dễ bị thăng ngang bị lượng, dẫn đến lực nâng giảm, gây nguy hiểm cho máy bay Đồng thời, độ cao thấp, nơi có mật độ khơng khí cao, lực cản tác động l n cánh Delta lớn 1.3 Xoáy cánh Delta Một đặc điểm đặc biệt cánh Delta việc hình thành hai cuộn xốy mặt tr n cánh góp phần tạo lực nâng cho cánh Phần khơng khí phía tr n cánh Delta gồm cuộn xoáy ngược chiều Hai cuộn xoáy ngược chiều tr n cánh ảnh hưởng lớn tới đặc tính khí động cánh Delta Hai cuộn xoáy bắt đầu xuất từ mép cánh ch nh lệch áp suất mặt tr n mặt cánh, chạy dọc theo mép tới cánh Delta Khi ta tăng góc ch nh lệch áp suất mặt cánh mặt tr n cánh lớn làm cho hai cuộn xốy mạnh Chính cuộn xoáy tạo nên chế đặc biệt để sinh lực nâng cho cánh Delta Và nhờ chế đặc biệt đó, cánh Delta có ưu đặc biệt như: có hệ số lực nâng, tỉ số / Hình 1.5 cánh delta sóng va lớn so với loại cánh Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta d) I = 15 % Hình 3.19 Phân bố áp suất mặt cánh Del Thông qua trường phân bố áp suất tr n cánh, ta thấy mặt tr n cánh Delta có hai vùng áp suất âm dọc hai b n mép cánh, vùng áp suất âm giúp tăng lực nâng góc tới hạn cho cánh Delta Trong mặt cánh Delta ta không thấy vùng áp suất Khi có diện rối dòng vào cánh, ảnh hưởng rối làm cuộn xốy bị tính ổn định, làm giảm cường độ xoáy tr n cánh làm cho vùng áp suất âm mặt tr n cánh bị giảm (Hình 3.19) 41 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta Trường phân bố áp suất mặt cánh : I = 0.5% I = 7% I = 15% I = 10% Hình 3.20 Phân bố áp suất mặt cánh Trường phân bố áp suất mặt cánh thay đổi khơng kể, qua ta thấy rối ảnh hưởng đến đặc tính khí động cánh, làm thay đổi phân bố áp suất tr n mặt cánh Delta b, Phân bố hệ số áp suất Đồ thị phân bố hệ số áp suất mặt tr n cánh Delta, so sánh với kết thực nghiệm vị trí hàng có tọa độ x/Cr = 0.187 trường hợp cường độ rối khác 42 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dịng rối đến cánh Delta Hình 3.21 Hệ tọa độ đồ thị hình 3.21 Hình 3.22 Phân bố hệ số áp suất mặt vị trí x/Cr=0.187 Từ phân bố hệ số áp suất Cp ta thấy vị trí khoảng 0.65 nửa sải cánh trường hợp vị trí có hệ số áp suất đạt cực tiểu, vùng áp suất thấp hẳn so với điểm hàng Điều giải thích ảnh hưởng cuộn xoáy tr n mặt cánh Các cuộn xoáy với vận tốc lớn tạo vùng áp suất thấp mặt tr n cánh Điều đặc biệt quan trọng chế tạo lực nâng cánh Delta So sánh đồ thị hệ số áp suất đầu đo khác tr n cánh Delta với trường áp suất tr n cánh theo mô phỏng, ta thấy rằng, kết thu từ 43 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta trường hợp tương đồng với phân bố áp suất tr n cánh Cả mô tả biến đổi áp suất tr n cánh vùng áp suất bị ảnh hưởng xoáy Khi xem xét đến ảnh hưởng cường độ rối đến Cp tr n cánh, kết mô cho thấy cường độ rối dịng chảy tăng l n Cp tăng theo, kết thực nghiệm có xu hướng tương tự Tuy nhi n trường hợp khơng có lưới tạo rối, kết Cp mô thực nghiệm có sai số lớn Nguy n nhân thiết bị lắp ghép phương pháp thực nghiệm, ví dụ hệ thống ống pito làm giảm độ xác phương pháp đo Một nguy n nhân gây sai số kết đo có giá trị nhỏ, sai số dụng cụ đo điện ảnh hưởng lớn tới giá trị kết đo Như vậy, qua phương pháp thực nghiệm mơ phỏng, ta kết luận rằng, vùng không gian gần mặt tr n cánh Delta xuất cuộn xoáy chạy dọc theo mép cánh Thông qua kết ta thấy hàng mặt tr n cánh Delta có biến động lớn phân bố áp suất tương tự kết tr n Hơn ta thấy hàng, cường độ rối tăng giá trị Cp tăng hay ảnh hưởng cuộn xoáy l n cánh bị giảm Ta xem xét ảnh hưởng hình ảnh cuộn xốy phần c, Thơng số khí động cánh Delta Thông qua mô ta đưa kết hệ số lực nâng, hệ số lực cản cánh Delta trường hợp cường độ rối khác Bảng 3.6 Thơng số khí động cánh Delta I(%) 0.5 10 15 CL 1.02 0.95 0.99 0.97 CD 0.39 0.36 0.38 0.37 CL/CD 2.62 2.60 2.61 2.60 Ta thấy thay đổi cường độ rối dịng đến cánh hệ số lực nâng, lực cản cánh bị thay đổi, nhi n hệ số chất lượng khí động cánh khơng thay đổi nhiều 44 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta d, Ảnh hưởng cường độ rối đến góc tới hạn cánh Delta Ta tiếp tục mơ trường hợp thay đổi góc từ 10 độ đến 40 độ cánh Delta trường hợp có cường độ rối khác nhau, Ta thu đồ thị thể hệ số lực nâng, lực cản theo góc hình 3.23 hình 3.24 Hình 3.23 Hệ số lực nâng theo góc Hình 3.24 Hệ số lực cản theo góc 45 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta Từ đồ thị hệ số lực nâng, hệ số lực cản theo góc ta nhận thấy ảnh hưởng rõ rệt rối đến đặc tính khí động cánh Delta Khi tăng cường độ rối giá trị hệ số lực nâng lớn cánh Delta bị giảm đi, góc tới hạn nhỏ hay có rối cánh Delta thất tốc nhanh Mà ta biết, ưu điểm cánh Delta so với loại cánh máy bay khác có góc tới hạn lớn, giúp máy bay cánh Delta hoạt động linh hoạt, động Tuy nhi n dòng chảy rối ảnh hưởng đến khả động máy bay Do cần lưu ý máy bay phải bay góc lớn mơi trường nhiễu động  Hệ số chất lượng khí động Bảng 3.7 Hệ số chất lượng khí động theo góc I (%) 20 25 30 35 40 0.5 2.62 2.13 1.77 1.44 1.20 10 2.61 2.13 1.76 1.44 1.21 15 2.60 2.13 1.74 1.5 1.21 Qua bảng 3.7 hệ số chất lượng khí động cánh Delta thay đổi góc ta thấy tăng góc tấn, hệ số chất lượng khí động trường hợp rối bị giảm Tuy nhi n xem xét ảnh hưởng rối kết qủa cho thấy hệ số chất lượng động không thay đổi đáng kể ta thay đổi cường độ rối, phần rối thay đổi hệ số lực nâng hệ số lực cản bị ảnh hưởng Qua bảng ta thấy hệ số chất lượng khí động tốt bay góc 20 độ e) Xác định đường tâm xốy ảnh hưởng cường độ xốy góc tới đường tâm xoáy Một câu hỏi đặt đâu vị trí đường tâm xốy tr n mặt cánh, liệu đường tâm xốy có thay đổi cường độ rối thay đổi góc thay đổi Việc xác định đường tâm xoáy xuất mặt tr n cánh cho ta nhìn trực quan việc hình thành xốy tác động l n cánh qua phân tích từ mô 46 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta Hình 3.25 Phân bố áp suất mép trường hợp góc 20, I=10% Hình 3.26 Phân bố áp suất X=0.285 trường hợp góc 20, I=10% Từ phân bố áp suất vị trí mép cánh Delta ta thấy, vùng khơng gian phía cánh Delta có vùng áp suất nhỏ, vị trí cuộn xốy tr n cánh Delta, vùng hình trịn màu xanh vị trí có áp suất nhỏ nhất, vị trí tâm xốy Tr n sở đó, ta dễ dàng xác định vị trí tâm xốy thơng qua xác định điểm có áp xuất nhỏ tr n mặt phẳng giao với cánh song song với mép cánh Ta nhận thấy vị trí gần với mũi cánh, vị trí tâm xoáy nằm sát với mặt tr n cánh, nhi n xa mũi cánh, vị trí tâm xoáy cánh xa dần mặt tr n cánh 47 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta a.Góc 20 I=0.5% b.Góc 20, I=7% Hình 3.27 Đường tâm xốy với trường hợp I=0.5% I=7% 48 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dịng rối đến cánh Delta Góc 20, đường tâm xốy, I=10% Góc 20, đường tâm xốy I=15% Hình 3.28 Đường tâm xốy với trường hợp I=10% I=15% Ta nhận thấy thay đổi cường độ rối từ 0.5% đến 15%, áp suất vùng tâm xoáy tăng l n, cường độ cuộn xoáy bị giảm, điều làm cho áp suất mặt cánh tăng gây giảm lực nâng cánh, kết phù hợp với nhận định Ta thấy vị trí tương đối đường tâm xốy khơng thay đổi đáng kể thay đổi cường độ rối nhi n liệu với ảnh hưởng góc có làm đường tâm xốy thay đổi hay khơng ta xem hình 3.29 49 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dịng rối đến cánh Delta Góc ảnh hưởng đến đường tâm xốy : a.Góc 30, I=15% b.Góc 35, I=15% Hình 3.29 Đường tâm xốy thay đổi góc tăng từ 30 đến 35 độ Từ mơ phỏng, ta thấy đường tâm xốy có xu hướng nhấc cao l n khỏi bề mặt cánh góc thay đổi, hiệu ng cuộn xoáy tác động l n mặt tr n cánh giảm dần, lực cản lại tăng l n làm cho hệ số chất lượng khí động cánh giảm trình bay phần tr n n cạnh đó, góc 35 độ lúc điểm có áp suất nhỏ tr n mặt phẳng giao với cánh lại nằm mép cánh, cuộn xoáy tr n cánh bắt đầu tan vỡ 50 Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dịng rối đến cánh Delta a.Góc 20 độ I=15 % b.Góc 30 độ, I=15 % c.Góc 35 I=15 % Hình 3.30 Tâm xốy mép cánh thay đổi góc 51 độ Chương III Nghi n c u ảnh hưởng dòng rối đến cánh Delta Ở mép cánh, tâm xoáy cánh xa dần bề mặt cánh có xu hướng dịch chuyển vào phía cánh, hai cuộn xốy dần giao thoa với nhau, áp suất tâm xoáy tăng dần, hiệu ng cuộn xoáy tác động đến cánh Delta giảm Từ kết tính tốn tr n, nhận thấy trường hợp dùng phương pháp số mơ hình dịng chảy rối mơ dòng chảy qua lưới tạo rối cho kết sát với thí nghiệm mơ hình lưới tạo rối, sai số phạm vi cho phép Kết kiểm ch ng tr n nhằm nâng cao tin cậy việc sử dụng phương pháp số để mô dịng chảy qua lưới nói riêng mơ khí động nói chung Việc áp dụng mơ hình dòng chảy rối cho phép người nghi n c u mơ tả dịng chảy thực tế qua lưới tạo rối biến đổi thông số dịng chảy rối theo chiều dịng chảy Ngồi việc ng dụng phương pháp số giúp tính tốn thơng số dịng chảy phân bố áp suất, vận tốc, động rối.v.v…tr n tồn miền tính tốn mà thực tế gặp khó khăn việc đo đạc phịng thí nghiệm 52 KẾT LUẬN Trong thực tế, môi trường hoạt động máy bay dịng chảy có độ rối cao, trạng thái chảy ph c tạp ảnh hưởng nhiều yếu tố đầu vào Việc áp dụng mơ hình dịng chảy rối tính tốn cần thiết, giúp phản ánh trạng thái chảy thực tế dòng chảy so với việc áp dụng giả thiết dòng chảy Tuy nhi n việc lựa chọn mơ hình dịng chảy rối cịn tùy thuộc vào điều kiện thực tế toán nhằm giảm thiểu thời gian tính tốn Luận văn cho thấy việc lựa chọn mơ hình rối tương đối hợp lí cho kết tốn mơ sát với thực nghiệm, sai số nhỏ 10% chấp nhận Qua ng dụng phương pháp số với mơ hình dịng chảy rối vào việc mơ dịng chảy rối qua mơ hình khác nhằm giảm chi phí thời gian tiền bạc so với việc xây dựng mơ hình vật lý Ngồi ra, mơ cơng cụ hữu ích cho người nghi n c u, kỹ sư thiết kế.v.v…trong việc nghi n c u, thiết kế máy bay Người thiết kế nhanh chóng thay đổi điều kiện bi n nhằm tìm phương án tối tưu cho hoạt động máy bay Những nhà nghi n c u dựa tr n kết chi tiết áp suất, vận tốc, ng suất rối.v.v…nhằm tìm quy luật dịng chảy mà việc đo đạc phịng thí nghiệm khơng đủ điều kiện thực ằng phương pháp mô số luận văn tính tốn đặc tính khí động cánh Delta tác động dòng chảy rối, qua nhận rõ ưu nhược điểm cánh Delta sở lý thuyết quan trọng việc nghi n c u thiết kế chế tạo máy bay cánh Delta Các công việc thực luận văn : - Mô thành công trường hợp dịng chảy qua mơ hình lưới tạo rối đưa phân bố cường độ rối - Mơ trường hợp cho cánh Delta có rối đầu vào, thay đổi góc cánh, đưa phân bố áp suất tr n cánh, tính tốn thơng số khí động - Phân tích đặc tính khí động cánh thay đổi cường độ rối, góc 53 Hướng phát triển : Phương hướng nghi n c u tiếp đề tài ta tiếp tục nghi n c u ảnh hưởng dòng chảy rối tới cánh Delta góc liệng, góc xoay, so sánh thực nghiệm mơ trường hợp để đưa nhìn tồn diện đặc tính khí động cánh Delta Ngồi ra, vấn đề chế tạo thử nghiệm cánh Delta cho thấy hoạt động máy bay cánh Delta bị ổn định ngang góc lớn, gây tượng rung lắc máy bay Do hướng nghi n c u tượng rung lắc cánh Delta cần phải nghi n c u giúp trình điều khiển dễ dàng 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thanh Nam, Hoàng Đ c Li n, (2000) , Phương pháp khối hữu hạn ng dụng tốn thủy khí động lực, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội White, Frank M, (2003), Fluid mechanics-4th editor, McGraw - Hill Series in Mechanical Engineering Versteeg, H.K, and Malalasekera, W, (2007), an introduction to Computational Fluid Dynamics The Finite Volume Method - 2nd edition, Longman Scientific & Technical, Essex, United Kingdom Jaw S.Y, Chen, C.J, Present Status of Second-Order Closure Turbulence Models Joachim Pollak and C.Edward Lan, (1995), Calculated Effect of Freestream Turbulence on Aerodynamic Characteristics of a Delta Wing, University of Kansas, Lawrence, Kansas 66045 Dr.Hoang Thi Kim Dung, (2016), Turbulent Flow effects on High Sweep-Back Angle Delta Wing at low Reynold number, Ha Noi University of Science and Technology Đỗ Mạnh Toàn KTHK K56, (2015), Nghi n c u đặc tính khí động cánh Delta, Đồ án tốt nghiệp ANSYS Help Viewer, Turbulence Models ANSYS Help Viewer, Realizable k-ε Model 10 ANSYS, Inc, (2012) Lecture Mesh Quality, Ansys sofware V14.5 55 ... cách hiệu Vì vậy, em chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu đặc tính khí động học cánh Delta? ?? Trong luận văn tốt nghiệp, em nghi n c u đặc trưng khí động học cánh Delta tác động dịng chảy rối với góc quét ngược... VỀ CÁNH DELTA 1.1 Lịch sử hình thành cánh Delta 1.2 Đặc điểm cánh Delta 1.3 Xoáy cánh Delta 1.5 Ảnh hưởng góc qt tới đặc tính cánh Delta 1.6 Lực nâng cánh. .. Tổng quan cánh Delta 1.2 Đặc điểm cánh Delta Cánh Delta đặc trưng góc quét ngược phía sau.Với góc qt đủ lớn cánh tránh sóng va sinh từ mũi cánh q trình hoạt động tr n âm Cánh Delta loại cánh có