6. Bố cục của luận án
3.1.2 Kết quả thực nghiệm phân bố hệ số áp suất trên các tiết diện sát mút cánh
sát mút cánh
Ở phần này sẽ phân tích và đánh giá phân bố áp suất trên các tiết diện sát mút cánh (tiết diện 9, 10 và 11). Như đã chỉ rõ trên hình 2.3 và hình 3.2, vị trí hàng lỗ 11 ở rất sát mút cánh (chỉ cách mút cánh 2 mm), vị trí hàng lỗ 10 cách mút cánh 10 mm, và vị trí hàng lỗ 9 cách mút cánh 20 mm.
Kết quả thực nghiệm và kết quả số về phân bố hệ số áp suất trên ba tiết diện sát mút cánh (tiết diện 9, 10 và 11) đối với cánh có profile Naca 4412, = 4o được trình bày trên hình 3.4. Có thể thấy, diện tích hiệu dụng xác định từ độ chênh hệ số áp suất phía bụng và phía lưng trên ba tiết diện diện sát mút cánh nhỏ hơn nhiều so với diện tích hiệu dụng của phân bố hệ số áp suất trên tiết diện gốc cánh. Nghĩa là hệ số lực nâng trên ba tiết diện này nhỏ hơn nhiều so với hệ số lực nâng của tiết diện gốc cánh. Trong ba tiết diện sát mút cánh, phân bố hệ số áp suất trên hai tiết diện 9 và 10 có kết quả tương tự nhau khi được xác định bằng thực nghiệm, phương pháp kì dị và dùng phần mềm Fluent. Duy chỉ có đối với tiết diện 11, hệ số áp suất đo từ thực nghiệm có kết quả tương tự như được tính bằng phần mềm Fluent, nhưng khác nhiều so với kết quả được tính bằng phương pháp kì dị. Như vậy, kết quả phản ánh đúng vật lý của hiện tượng là kết quả được xác định từ thực nghiệm và Fluent. Phương pháp kì dị đã khơng bắt được chính xác hiện tượng phân bố áp suất “khác lạ” này tại tiết diện 11 rất sát mút cánh. Tuy nhiên, như trên đã nói, tích phân áp suất trên tiết diện 11 này quá nhỏ, không làm ảnh hưởng đến lực nâng tồn cánh.
Hình 3.3. Hệ số áp suất Cp trên cánh chính đơn (Naca 0012, = 8o). (a) Phân bố 3D của Cp trên 11 hàng lỗ đo áp; (b) Phân bố 2D của Cp tiết diện 7 và 9
(a) (b)
38
Phân tích tiếp phân bố hệ số áp suất trên ba tiết diện sát mút cánh (tiết diện 9, 10, 11) đối với cánh có profile Naca 0012, = 8o trên hình 3.5. Khác với trường hợp trên hình 3.4 chỉ có một tiết diện (tiết diện 11) có hình dạng khác lạ, trường hợp trên hình 3.5 có hai tiết diện 10 và 11 có dạng phân bố áp suất khác lạ và có sự khác nhau giữa kết quả thực nghiệm và kết quả tính theo phương pháp kì dị.
Trong cả hai trường hợp trên hình 3.4 và 3.5, phân bố hệ số áp suất trên tiết diện 9 khơng có dạng khác lạ. Với tiết diện 10 và đặc biệt là tiết diện 11, hệ số áp suất ở bụng cánh giảm còn hệ số áp suất ở phía lưng tăng. Hiện tượng này gây nên bởi dịng chảy vịng ở khơng gian gần mút cánh từ bụng đến lưng cánh, làm cho áp suất dưới bụng giảm đi còn áp suất trên lưng cánh tăng [81, 82]. Tiết diện 11 sát mút cánh cịn có vùng giao thoa giữa khơng gian ngồi mút cánh và không gian sau mút cánh tại mép ra làm cho dòng chảy vòng ở khu vực gần mép ra chảy vòng lên dưới ảnh hưởng của sự giao thoa. Đó cũng là lý do làm cho phân bố hệ số áp suất tại tiết diện 11 có dạng khác lạ so với các tiết diện khác. Sự chảy vòng trong vùng giao thoa này, bằng phương pháp thực nghiệm và phương pháp giải phương trình vi phân có thể cho nghiệm gần với thực tế. Phương pháp kì dị khơng truyền tải được tín hiệu trong vùng giao thoa của không gian gần mút cánh và sau mép ra của cánh, nên
Hình 3.4. Hệ số áp suất trên các tiết diện sát mút cánh (Naca 4412, = 4o)
Hình 3.5. Hệ số áp suất trên các tiết diện sát mút cánh (Naca 0012, = 8o)
39
không cho được nghiệm chính xác ở tiết diện 11 và tiết diện 10. Khu vực giao thoa này cũng là nơi mà dòng chảy vòng đầu mút cánh biến thành xốy mút cánh trải dài ra phía sau mép ra của cánh. Hiệu ứng mút cánh chuyển thành xoáy mút cánh và dịng dạt xuống trong vết phía sau cánh.
Sự tương tự giữa kết quả thực nghiệm và kết quả số trình bày trong các phần 3.1.1 và 3.1.2 kiểm chứng độ chính xác của phương pháp số, đặc biệt là phương pháp mô phỏng xác định hiệu ứng mút cánh. Có thể dùng phương pháp mơ phỏng số để xác định dịng trong vết phía sau cánh. Kết quả thực nghiệm xác định áp suất trên cánh đi ngang sau cánh chính được trình bày ở phần sau (mục 4.1) cũng kiểm chứng độ chính xác của các thơng số dịng sau cánh chính với sự có mặt của cánh đi ngang phía sau.