Fulltext

INFLUENCE OF SURFACE ROUGHNESS ON THE DYNAMIC STALL OF A ROTARY WING SECTION IN SUBSONIC FLOW

تأثير خشونة السطح على ظاهرة الأنهيار الديناميكي لمقطع جناح دوار عند الجريان تحت الصوتي

Farag Mahel Mohammed

Al-Rafidain University College For Sciences مجلة كلية الرافدين الجامعة للعلوم
ISSN: 16816870 Year: 2008 Issue: 22 Pages: 92-115
Publisher: Rafidain University College كلية الرافدين الجامعة

Abstract

Wear involves the losses of some material from the surface and leads to the surface roughness. In the present work, the influence of surface roughness on the dynamic stall of a rotary wing section in subsonic flow has been investigated with different degree of surface roughness. The airfoil surface roughness was estimated using arithmetic mean roughness value (ISO-4287/1). For this purpose an indicial response method for unsteady, two dimensional flow is used to calculating the unsteady lift and pitching moment of NACA 0012 airfoil undergoing a pitching oscillation in the deep dynamic stall regime. Using the ANSYS-5.8 software as a source for the preliminary static data that required by the indicial method. The investigation is done through a number of test cases with different mean angles of attack, amplitude and reduced frequencies for airfoil oscillating around its quarter chord axis. The results include the time dependent behaviour and hysteresis loops of the lift and pitching moment for the airfoil with different degree of surface roughness. For rough airfoil an aerodynamic characteristic showed a reduction in the lift coefficient, separation point moved forward to the leading edge, the boundary layer reattachment take place at smaller angle of attack, the stall angle decrease and the pitching moment coefficient decrease as compared with smoother airfoil. So the periodic test must be done and re-coating the rotary wing if the surface roughness increased.

في هذا البحث تمت دراسة تأثير خشونة السطح على ظاهرة الأنهيار الديناميكي لمقطع جناح دوار عند الجريان تحت الصوتي. استخدم معدل القيمة الحسابية لمعرفة خشونة سطح المقطع وفق النظام العالمي (ISO-4287/1) . تم استخدام طريقة الاستجابة القرائنية للجريان غير المستقر ثنائي الأبعاد لحساب الرفع والعزم غير المستقر لمقطع جناح نوع (NACA 0012) تحت تذبذب العزم في نظام انهيار ديناميكي عالي. استخدم برنامج ANSYS-5.8على الحاسبة للحصول على المعطيات الستاتيكية المطلوبة في الطريقة القرائنية. تمت دراسة العديد من الحالات المختلفة وتضمنت النتائج التصرف المعتمد على الزمن على شكل حلقات للرفع والعزم المتكون من استخدام خشونة مختلفة لمقطع الجناح. وبينت نتائج الاسطح الخشنة ان معامل الرفع يقل ونقطة الانفصال تتقدم الى الامام باتجاه الحافة الامامية وان اعادة طبقة الانفصال تحصل عند زوايا صغيرة وان زاوية الانهواء تقل وعزم التأرجح يقل بالمقارنة مع الاسطح الاكثر نعومة وعليه يجب اجراء الفحص الدوري للريش الدوارة لمعرفة خشونة السطح واعادة طلائها كلما استوجب ذلك.

Keywords

SUBSONIC FLOW --- الجريان تحت الصوتي