دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 12 2 2010 11 22 Numerical Modeling of the Plate Behavior with Rotational Degree of Freedom and the Study of the Aerodynamic Hysteresis Phenomenon مدل‌سازی عددی رفتار صفحه دارای درجه آزادی چرخشی و بررسی پدیده هیسترزیس آیرودینامیکی 13 22 120355 FA حسن عیسوند رسول کشوری Journal Article 2020 12 13 In this paper the behavior of a flat plate with rotational degree of freedom has been discussed. Because of the mutual influence between rotational plate and airflow, unsteadiness of flow and complexity of vortex flow, there is no proper analytical method resolution for this problem. Also it can't be analyzed by in the numerical solvers based on the Navier_Stokes equations. Therefore, improved Discrete_Vortex method should be used to calculate normal force coefficient and aerodynamic pitching moment. Two modeling were done; free rotation and force rotation. Normal and axial coefficient and aerodynamic moment based on proportion of angle of plate to the flow in steady state and in free rotation and force rotation were calculated. To evaluate the numerical results some experimental test on the plate in wind tunnel were done and the behavior of that plate by experiment method were surveyed. Based on the result, in force rotation regime because of engendering some differential structure in vortex flow (in compare with static position), there are Aerodynamic Hysteresis in normal force and rotational moment that this hysteresis nutritious with decrease in Strohaul number. If any plate with rotational degree of freedom being under the Air flow, may result in being free rotation. This position is occurred when momentary of inertia being between 1.43-5 and angle of attack being little enough. In another values of momentary of inertia, plate enters in free vibration (or damping regime) در این مقاله به بررسی رفتار یک صفحه تخت، تحت جریان هوا و با درجه آزادی چرخشی پرداخته شده است. به‌دلیل اثر متقابل مابین جریان هوا و صفحه در حال دوران، ناپایایی جریان، همچنین الگوی پیچیده جریان گردابه‌ای، هیچ‌گونه روش تحلیلی مناسبی برای حل مسئله وجود ندارد. همچنین استفاده از روش‌های عددی - محاسباتی که مبتنی بر معادلات ناویر- استوکس و رینولدز است، نیز بسیار مشکل می‌باشد. بنابراین از روش گردابه گسسته بهینه شده برای محاسبه ضریب نیروی عمودی و گشتاور حاصل از نیروهای آیرودینامیکی استفاده گردیده است. مدل‌سازی در دو حالت دوران اجباری و دوران آزاد انجام شده است. ضریب نیروی عمودی و ضریب گشتاور، بر حسب زاویه جسم نسبت به جریان در حالت ایستایی و در دو حالت دوران اجباری و دوران آزاد (نوسان آزاد) محاسبه گردیده است. همچنین برای ارزیابی نتایج حاصل‌شده از مدل‌سازی عددی، آزمایش‌هایی بر روی صفحه مذکور در تونل باد صورت گرفته و رفتار صفحه به‌صورت تجربی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که تحتِ دوران اجباری، به‌دلیل پدید آمدن تغییراتِ ساختاری در جریان گردابه‌ای (در مقایسه با حالت ایستایی) هیسترزیس دینامیکی برای نیروی عمودی و نیز برای گشتاور دورانی رخ می‌دهد. این هیسترزیس با افزایش عدد استروهال تقویت می‌شود. اگر صفحه‌ای با درجه آزادی چرخشی تحت جریان قرار گیرد، ممکن است وارد رژیم دوران آزاد گردد. این حالت در صورتی رخ می دهد که گشتاور لختی بی‌بعد در محدوده 5 - 43/1 بوده و نیز زاویه حمله به اندازه کافی کوچک باشد. در مقادیر دیگری از گشتاور لختی، صفحه وارد رژیم نوسان آزاد (یا میرا) می‌شود. https://www.joae.ir/article_120355_3b8e9839c03208161d7990979cf51104.pdf