AI Summary & Key Takeaways
AI InsightAccording to the results, these coefficients effectively increased at low and moderate Reynolds numbers.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, a loudspeaker type synthetic jet actuator (SJA) is scrutinized in two dimensional numerical analysis. It is aimed to find which frequency and jet orifice diameter of SJA should be to enhance aerodynamics characteristics of the airfoil. Computational fluid dynamics (CFD) methods are employed in ANSYS Fluent flow solver module according to Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) and Unsteady RANS (URANS) equations with SST k-ω turbulence model closure. RANS solutions are employed in grid convergence index CFD analysis and SJE-off configuration CFD analysis whereas URANS solutions are employed in the rest of the analysis. As the result of grid convergence index test, Mesh4 with 34700 element number is selected as the most suitable one according to lift and drag coefficient calculations. CFD analysis are employed at various angles of attacks and Reynolds numbers at 1500-to-2200 Hz and 1mm-to-3mm orifice diameter configurations compared to selected reference studies and lift coefficient is investigated for both SJA-off and SJA-on cases of the airfoil. Lastly, CL and lift-to-drag ratio (CL/CD) enhancement by SJA at this configuration. According to the results, these coefficients effectively increased at low and moderate Reynolds numbers.
Özet
Bu çalışmada, hoparlör tipi sentetik jet eyleyici (SJE) kullanarak iki boyutlu sayısal analizler yapılmıştır. Kanat profilinin aerodinamik özelliklerini geliştirmek için SJE'nin hangi frekans ve jet orifis çapında olması gerektiğinin bulunması amaçlanmıştır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) metodu, ANSYS Fluent akış çözücü modülünde, SST k-ω türbülans modeliyle Reynolds ortalamalı Navier-Stokes (RANS) ve daimi olmayan RANS (URANS) denklemlerinde göre kullanılmıştır. Ağ yakınsama indeksi testi HAD analizlerinde ve SJE-kapalı konfigürasyon çalışmasının HAD analizlerinde RANS, diğer tüm analizlerde URANS çözümleri yapılmıştır. Ağ yakınsama indeksi testi sonucunda, düğüm sayısının 34700 olduğu Mesh4 isimli ağ yapısı hem kaldırma hem de direnç katsayısı hesabına göre en uygun ağ yapısı olarak seçilmiştir. Seçilen referans çalışmalara göre farklı açı ve Reynolds sayılarında, 1500’den 2200 Hz’e frekans ve 1 mm’den 3 mm’ye orifis çapı değerlerinde HAD analizleri yapılmış, kaldırma katsayısı SJE-kapalı ve SJE-açık durumlarında kanat profili üzerinde incelenmiştir. Son olarak, SJE tarafından CL ve kaldırma-direnç oranı (CL/CD) iyileştirmesi farklı konfigürasyonlar altında karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre bu katsayılar, düşük ve orta değerlerdeki Reynolds sayılarında etkili bir şekilde artmıştır.