کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7175914 1466584 2016 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A parametric investigation of the propulsion of 2D chordwise-flexible flapping wings at low Reynolds number using numerical simulations
ترجمه فارسی عنوان
تحلیلی پارامتری از نیروی چرخشی بال های فلپ دوتایی با انعطاف پذیری در تعداد کم رینولدز با استفاده از شبیه سازی های عددی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مقاله، یک بررسی عددی از اثرات انعطاف پذیری چرخشی در بال های فلپ در تعداد رینولدز کم وجود دارد. شبیه سازی عددی با الگوریتم متقابل ماتریس تقسیم شده با استفاده از تثبیت فشرده سازی مصنوعی انجام می شود. انتخاب پارامترهای بدون بعد ساختاری مبتنی بر استدلال مقیاس پذیری است و در مقایسه با پارامترهای استفاده شده توسط نویسندگان دیگر مقایسه می شود. رژیم های مختلف، یعنی تغییر شکل های بالایی تحت فشار با هدایت و هدایت با فشار، همراه با اثرات آن ها بر توپولوژی جریان و عملکرد بال بال زدن بالاتری و رانندگی در رژیم نیروی دریایی ارائه می شود. یافته شده است که تغییرات فشار تحت فشار می تواند به طور قابل توجهی افزایش راندمان رانش اگر مقدار مناسب انعطاف پذیری استفاده می شود. در محدوده دامنه صفر صفر، افزایش قابل توجه رانش نیز دیده می شود. اثرات حالت های تغییر شکل دوم و سوم در عملکرد موارد تغییر شکل پذیری تحت فشار مورد بحث قرار می گیرد. از سوی دیگر، تغییر شکلهای حرکتی با استفاده از اینرسی، عموما عملکرد آیرودینامیکی بال های فلپ را خنثی می کند مگر اینکه رفتار تغییر شکل بال با وجود اضطراب فوق العاده هارمونیک اصلاح شود به طوری که باعث بهبود جزئی می شود. همچنین نشان داده شده است که انعطاف پذیری بال می تواند به عنوان مکانیسم کارآمد غیر فعال عمل می کند که باعث می شود که نیروی منصفانه و بهره وری بهتر در مقایسه با یک بال کوه گرانقیمت سختگیرانه به دست آید.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
تحلیلی پارامتری از نیروی چرخشی بال های فلپ دوتایی با انعطاف پذیری در تعداد کم رینولدز با استفاده از شبیه سازی های عددی
چکیده انگلیسی
This paper presents a numerical investigation of the effects of chordwise flexibility on flapping wings at low Reynolds number. The numerical simulations are performed with a partitioned fluid-structure interaction algorithm using artificial compressibility stabilization. The choice of the structural dimensionless parameters is based on scaling arguments and is compared against parameters used by other authors. The different regimes, namely inertia-driven and pressure-driven wing deformations, are presented along with their effects on the topology of the flow and on the performance of a heaving and pitching flapping wing in propulsion regime. It is found that pressure-driven deformations can significantly increase the thrust efficiency if a suitable amount of flexibility is used. Significant thrust increases are also observed in zero pitching amplitude cases. The effects of the second and third deformation modes on the performances of pressure-driven deformation cases are discussed. On the other hand, inertia-driven deformations generally deteriorate aerodynamic performances of flapping wings unless the behavior of the wing deformation is modified by the presence of sustainable superharmonics in a way that produces slight improvements. It is also shown that wing flexibility can act as an efficient passive pitching mechanism that allows fair thrust and better efficiency to be achieved when compared to a rigid pitching-heaving wing.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Fluids and Structures - Volume 63, May 2016, Pages 210-237
نویسندگان
, ,