3. THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CHƢƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH TÍNH LỰC KHÍ ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG
3.4.4.Ảnh hƣởng của vận tốc dòng tự do
Như đã đề cập ở các phần trước, phương pháp kì dị tính tốn khí động cánh 3D ở đây được xây dựng và áp dụng đối với dịng khơng nén và số Mach dịng tự do có giá trị gần bằng không (M 0). Lý thuyết và thực nghiệm đã chứng minh được ở miền tốc độ thấp này, các đặc trưng khí động khơng thứ nguyên thay đổi rất ít theo vận tốc. Khi vận tốc tăng, các đặc trưng khí động khơng thứ ngun có biến đổi nhưng khơng nhiều trong giới hạn của dịng khơng nén M 0 3, . Với vận tốc dịng tự do cao hơn nữa, có thể ứng dụng lý thuyết tuyến tính của Prandtl [29] khi đưa vào đại lượng 2
1 M
( ). Tuy nhiên, khi vận tốc dòng tự do lớn hơn nữa với M 0 6 5, , trong miền kích động của tương tác lỏng – rắn, xuất hiện các vùng trên âm cục bộ, đó chính là hiệu ứng q độ âm. Lúc này, các lý thuyết dịng khơng nén và lý thuyết tuyến tính đối với dịng chịu nén không áp dụng được đối với chế độ chuyển động quá độ âm, là chế độ chuyển động hỗn hợp gồm cả miền dưới âm và trên âm [51], [52], [54], [55].
Hình 3.37 trình bày đồ thị hệ số lực nâng theo góc tới với vận tốc dịng tự do khác nhau
M 0 0 5, , M 0 3, , M 0 6, được tính đối với hai loại cánh chữ nhật có tỷ số dạng
6
profil Naca 4412 và Naca 0012. Kết quả tính tốn cho thấy, với số Mach
M 0 3, dịng được xem là khơng nén và hệ số lực nâng khác nhau không nhiều với
M 0 0 5, và M 0 3, . Với trường hợp M 0 6, dòng được xem là chịu nén, hệ số lực
a) b)
c)
Hình 3.36. Cánh thang vuốt mép vào và cánh thang vuốt mép ra (b c/ 2, Naca 0012,
o
5
); a) Cp trên cánh thang vuốt mép vào 1 1 0o, 2 0o; b) Cp trên cánh thang vuốt mép vào 1 0o, 2 1 0o; c) Hệ số lực nâng trên sải cánh
52
nâng tăng rất mạnh khi tăng góc tới, và có giá trị khác nhiều so với hai trường hợp dịng khơng nén M 0 0 5, và M 0 3, .