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회류 수조 흐름 시각화: 델타 날개 위 첨단 소용돌이 관찰

Overview

출처: 호세 로베르토 모레토, 구스타프 제이콥스, 샤오펑 리우, 항공우주 공학부, 샌디에이고 주립대학, 샌디에이고, 캘리포니아

그림 1D에 표시된 델타 윙은 초음속 및 초음속 비행 체제에서 뛰어난 성능으로 인해 고속 비행기에서 인기있는 디자인입니다. 날개의이 유형은 작은 종횡비와 높은 스윕 각도를 가지고, 이는 높은 아음속, 트랜스 오닉 및 초음속 비행 정권에서 드래그를 감소시킨다. 종횡비는 날개 범위로 정의되며 평균 화음으로 나눈다.

델타 윙의 중요한 장점은 높은 스톨 각도입니다. 델타 윙의 노점은 높은 종횡비 날개의 노점에 비해 지연됩니다. 이는 델타 윙의 리프트가 날개 위에 있는 최첨단 소용돌이에 의해 강화되고 있기 때문입니다.

이 소용돌이 흐름 현상을 관찰하고 델타 날개의 소용돌이 고장을 연구하는 효과적인 방법은 물 터널의 흐름을 시각화하는 것입니다. 최첨단염료 포트로부터 모델을 둘러싼 흐름에 염료를 주입함으로써, 소용돌이 발달 및 고장을 관찰하고 그 위치를 측정할 수 있다. 데이터를 사용하여 노점 각도를 추정할 수도 있습니다.

그림 1. 일반적인 날개 평면형 모양: A) 직사각형, 스팬을 따라 일정한 화음, B) 타원형, C) 테이퍼, 스팬을 따라 가변 화음, 그리고 D) 델타 윙, 제로 테이퍼 비율을 가진 aft-스윕 날개.

Procedure

1. 물 터널 준비

  1. 3개의 500mL 용기를 얻고 각 용기를 적어도 절반으로 가득 차게 한다. 파란색 염료가있는 용기 가 하나 있어야하며, 하나는 녹색 염료와 붉은 염료가 있어야합니다. 염료 유량이 그에 따라 조절되기 때문에 농도가 중요하지 않다.
  2. 델타 윙을 수중 터널에 지원합니다. C-스트럿 지지체를 나사로 물 터널에 부착하여 야우 각도를 0으로 유지합니다. 그림 3을 참조하십시오.
  3. 물 터널을 물로 채웁니다.
  4. 하나의 카메라를 배치하여 날개의 상단 뷰를 캡처하고 두 번째 카메라를 배치하여 측면 뷰를 캡처합니다.

2. 델타 윙 위에 줄무늬 를 시각화

  1. C-스트럿의 각도를 조정하여 공격 각도를 0으로 설정합니다.
  2. 물 터널 유동 속도를 4in/s로 설정하고 흐름이 안정화되도록 합니다.
  3. 펌프를

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Results

실험에서, 우리는 도 4에 도시된 바와 같이, 소용돌이 고장을 식별 할 수 있습니다. 날개 정점에서 소용돌이 고장으로의 거리는 날개에 그려진 스케일을 사용하여 측정할 수 있다(도 4B). 실험 중, 날개의 공격 각도가 점진적으로 증가하였고, 날개 정점에 대하여 소용돌이 고장 위치인 lb가측정되었다. 도 5와 같이 날개 후행 모서리와 관련하여 고장 위치 x/c가 ...

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Application and Summary

물 터널에서 유동 시각화를 사용하여 델타 윙의 다양한 공격 각도에 대한 소용돌이 고장 위치를 확인했습니다. 물 터널의 유동 시각화는 유동 필드의 특정 위치에 염료를 주입하여 수행됩니다. 염료는 흐름을 따라 흐름 줄무늬를 관찰 할 수 있습니다. 이 방법은 풍관에 사용되는 연기 시각화 기술과 유사합니다. 그러나 여러 가지 염료 색상을 사용하는 기능은 유동 구조 및 상호 작용의 쉬운 시각?...

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Concepts

2:34

Observing Vortex Flow Over a Delta Wing in a Water Tunnel

5:37

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