6. Bố cục của luận án
3.2.1 Kết quả thực nghiệm trên các tiết diện sát thành
Trên hình 3.23, trên cánh có hai hàng lỗ số 1 và số 2 sát thành ống khí động (tiết diện 1 và tiết diện 2) cách thành 40 mm và 80 mm (cánh có khoan 12 hàng lỗ, có một hàng bị ngàm vào thành, còn lại 11 hàng lỗ). Để xét phân bố áp suất trên toàn cánh, có 11 hàng lỗ có kết quả đo. Để xét hiệu ứng mút cánh, phân bố áp suất trên hàng lỗ 11 và hàng lỗ 10 cho thấy được mức độ dịng chảy vịng qua khơng gian đầu mút cánh. Để xét hiệu ứng thành ống khí động, cần thiết xét phân bố áp suất trên hai hàng lỗ 1 và 2.
Kết quả thực nghiệm hệ số áp suất trên hai tiết diện 1 và 2 (TD. 1 và TD. 2) sát thành ống khí động với góc tới = -4o và = 4o (profile Naca 4412) được thể hiện trên hình 3.24. Kết quả thực nghiệm này được so sánh với kết quả mô phỏng số. Kết quả cho thấy ở hai giá trị góc tới = -4o và = 4o, phân bố áp suất trên hai tiết diện 1 và 2 sát thành gần như tương tự nhau (khác nhau khơng đáng kể). Có thể đối chiếu với kết quả thực nghiệm phân bố hệ số áp suất trên 11 hàng lỗ (11 tiết diện) ở
trường hợp góc tới = 4o trên hình 3.2 và có thể thấy sự biến đổi đều của phân bố
hệ số áp suất trên nửa sải cánh từ gốc đến mút cánh. Những phân tích trên cho thấy, với góc tới = -4o và = 4o, hiệu ứng thành khơng có ảnh hưởng đáng kể tới phân bố áp suất trên tiết diện 1 (cách thành 40 mm tương ứng với 40%c). Với mơ hình thí nghiệm ở đây, khoảng cách 40 mm của hàng lỗ sát thành ống khí động là đủ lớn để coi hàng lỗ số 1 cho kết quả thực nghiệm trên tiết diện 1 đúng với thực tế của cánh 3D mà không bị ảnh hưởng của hiệu ứng thành ống khí động. Thực nghiệm và tính tốn với dải góc tới lớn hơn (xem hình 3.26 và 3.27) , cho thấy với góc tới nhỏ hơn 10 độ, khoảng cách 40 mm vẫn đủ lớn để ảnh hưởng của thành ống khí động tới kết quả đo của hàng lỗ số 1 có thể bỏ qua được.
53
Hình ảnh hiển thị đường dịng sát thành ống khí động nhờ các sợi chỉ tơ dán lên mặt lưng cánh (profile Naca 4412) ở các góc tới = -4o, = 0o, = 4o được thể hiện trên hình 3.25. Theo phương sải cánh, các hàng chỉ tơ cách nhau 10 mm và
Hình 3.24. Hệ số áp suất tại hai tiết diện TD. 1 và TD. 2 (Naca 4412). (a) = -4o; (b) = 4o
Hình 3.23. Vị trí tiết diện 1 và tiết diện 2 sát thành ống khí động
Hình 3.25. Hiển thị dịng trên lưng cánh (Naca 4412) tại các góc tới = -4o, 0o, 4o
54
hàng chỉ sát thành cách thành 10 mm. Các ảnh chụp cho thấy, ảnh hưởng tương tác của dòng chảy sát thành đã làm xô các sợi chỉ gần thành (vùng ảnh hưởng được đánh dầu bằng đường vẽ tạo nên các tam giác cong). Trong ba trường hợp góc tới
nói trên, với góc tới = 4o, các sợi chỉ bị xô mạnh nhất. Tuy vậy, ảnh hưởng lệch
dòng chỉ xảy ra chủ yếu ở phần mép ra của cánh và cũng chỉ nằm trong phạm vi bốn hàng chỉ sát thành (trong giới hạn 40 mm sát thành). Do đó, kết quả đo tại vị trí cách thành 40 mm (TD. 1) hầu như khơng bị ảnh hưởng. Hai trường hợp cịn lại với
= -4o, = 0o, ảnh hưởng của thành ống khí động làm xơ các hàng chỉ còn yếu hơn
trường hợp = 4o. Riêng với trường hợp = -4o, do biên dạng cong phía lưng của
profile cánh Naca 4412 mà ảnh hưởng của thành ống khí động tới dỏng chảy phía lưng cánh là rất ít trên phần lớn chiều dài profile cánh, và chỉ một vùng nhỏ ở mép ra của cánh bị ảnh hưởng.
Với các góc tới lớn ( = 14o và = 18o) ảnh hưởng của thành ống khí động lên kết quả đo áp suất trên hàng lỗ số 1 là rất rõ ràng, điều này được thể hiện trên hình 3.26. Khơng giống như kết quả trên hình 3.24 với góc tới = -4o và = 4o, với các trường hợp = 14o và = 18o dạng phân bố hệ số áp suất trên hàng lỗ số một (TD. 1) rất khác so với phân bố hệ số áp suất trên hàng lỗ số 2 (TD. 2). Kết quả thực nghiệm (so sánh với kết quả mơ phỏng số) trên hình 3.26 cho thấy, phân bố áp suất phía bụng profile cánh hầu như khơng có thay đổi đáng kể giữa hàng lỗ số 1 (TD. 1) và hàng lỗ số 2 (TD. 2). Tuy nhiên, phía lưng profile cánh đã xảy ra sự khác nhau lớn về phân bố áp suất trên các hàng lỗ phía lưng profile cánh tại hai tiết diện TD. 1 và TD. 2. Giá trị tuyệt đối của hệ số áp suất phía lưng profile TD. 1 nhỏ hơn nhiều so với giá trị tuyệt đối của hệ số áp suất phía lưng profile TD. 2, và điều này dẫn tới sự sụt giảm hệ số lực nâng trên profile TD. 1 (được phân tích trong mục 3.2.2, trên hình 3.28 và hình 3.29). Sự giảm mạnh của hệ số lực nâng trên hàng lỗ số 1 (TD. 1)
cho thấy, với góc tới = 14o và = 18o, khoảng cách 40 mm cách thành ống khí
động của hàng lỗ đo áp suất số 1 khơng cịn “an toàn” dưới ảnh hưởng của hiệu ứng thành ống khí động. Kết quả áp suất đo tại hàng lỗ sát thành này không thể đại diện cho áp suất thực của một cánh đơn có sải đối xứng qua gốc cánh.
Hình 3.26. Hệ số áp suất tại hai tiết diện TD. 1 và TD. 2. (a) = 14o; (b) = 18o
55
Kết quả mô phỏng số trong mục 3.2.2 tiếp theo sẽ cho thấy những bức tranh sinh động, cụ thể hơn về vùng giao thoa của hai lớp dịng chảy trên thành ống khí động và trên mặt gốc cánh.