3. THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CHƢƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH TÍNH LỰC KHÍ ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG
3.2.1.Thí nghiệm xác định hiệu ứng thành
Cánh thử nghiệm được ngàm phần gốc cánh vào thành buồng thử ống khí động, như vậy, cả hai đầu mút cánh và gốc cánh đều chịu ảnh hưởng của các kiểu hiệu ứng thành, cần có các xử lý riêng biệt.
Phía đầu mút cánh cần để một khoảng khơng gian đủ lớn để hiện tượng xoáy mút cánh tạo nên do độ chênh áp suất từ phía bụng và lưng cánh được hình thành một cách tự nhiên khơng bị ngăn lại bởi ảnh hưởng của thành bên. Với chiều rộng buồng thử là 400mm, dây cung lớn nhất có thể xác định cho profil cánh là 100mm. Khoảng khơng gian nhỏ nhất phía mút cánh được 100mm cho trường hợp thí nghiệm cánh có sải dài nhất. Trong các trường hợp thí nghiệm sải cánh ngắn hơn, khoảng khơng gian cách mút cánh với thành buồng thử ống khí động Lc a c h m u t1 0 0 m m (ảnh chụp hình 3.12a). Cánh gá vào buồng thử, trước và sau khi vít hãm ngàm gốc cánh cần được kiểm tra độ song song của cánh với mặt đáy buồng thử - rà vòng quanh mép vào, mút cánh và mép ra (ảnh chụp hình 3.12b).
Phía gốc cánh ngàm vào thành buồng thử chịu tương tác giữa lớp biên trên thành buồng thử và lớp biên trên mặt cánh, vì vậy cần phải trừ khoảng cách ảnh hưởng này khi xét vị trí tiết diện gốc cánh. Miền nhiễu do tương tác này bị chi phối rất mạnh khi lớp biên trên cánh bị tách thành (xảy ra ở phía lưng cánh khi góc tới dương). Ở đây thực hiện một số thí nghiệm quan sát hiệu ứng thành trên lưng cánh với góc tới từ 0o đến 15o. Thí nghiệm này được thực hiện bằng cách dán các sợi chỉ tơ (mềm, mảnh) lên mặt cánh. Khi tạo vận tốc dịng khí trong ống khí động, các sợi chỉ này thẳng, bị xô đi mạnh hay yếu phụ thuộc vào tương tác của lớp biên trên thành buồng thử và lớp biên trên mặt cánh. Hình 3.13 là ảnh chụp các sợi chỉ tơ bị xô trên mặt lưng cánh profil Naca 4412 với góc tới 15o. Các sợi chỉ tơ được đặt cách nhau 10mm theo phương sải cánh, và 5 hàng theo phương profil. Có thể quan sát thấy, hàng chỉ đầu tiên gần mép vào các sợi chỉ hầu như không bị xô, chỉ trừ một sợi sát thành buồng thử bị nghiêng nhẹ. Điều này là hợp lý vì lớp biên trên mặt cánh gần mép vào mới bắt đầu hình thành. Với hàng chỉ tơ thứ 5 gần mép ra, kể từ thành buồng thử ra, 9 sợi chỉ đã bị xô mạnh, như vậy hiệu ứng thành đã rộng ra đến 9cm. Hiện tượng này
Hình 3.12. a) Khoảng khơng giữa mút cánh và thành buồng thử;
b) Kiểm tra độ song song của cánh với thành đáy của buồng thử
33
được lý giải là lớp biên trên lưng cánh đã tách thành mạnh ở góc tới 15 độ, và nó hợp với lớp biên thành bên buồng thử tạo nên một vùng nhiễu động lớn.
Để thấy được vùng nhiễu động phụ thuộc vào góc tới, có thể quan sát kết quả trình bày trên hình 3.14. Với góc tới 0 độ, tại hàng chỉ gần mép ra, các sợi chỉ bị xô 3 sợi kể từ thành bên ra, và với góc tới 10 độ, số sợi bị xơ là 5. Như vậy có thể rút ra nhận xét là hiệu ứng thành bên bị chi phối rất mạnh bởi góc tới. Trong trường hợp góc tới o
8
, có thể trừ khoảng cách hiệu ứng thành bên Lc a c h t h a n h 5c m .