Numerická simulace proudění kolem kmitajícího leteckého profilu

Ing. Bc. Petra Tisovská

Bachelor's thesis

Numerical simulation of flow past a self-oscillating airfoil

Anotácia:

Bakalářská práce se zabývá interakcí pružně uloženého leteckého profilu s proudícím tekutinou a CFD (Computational Fluid Dynamics, výpočet dynamiky tekutin) simulací tohoto děje. K řešení byl nejprve vytvořen matematický model, který zahrnuje dynamiku pružně uloženého profilu se dvěma stupni volnosti, bilanční rovnice mechaniky tekutin a okrajové podmínky pro rozhraní tekutiny a pevného tělesa. Byl popsán jev aeroelastické nestability, konkrétně statická a dynamická nestabilita. Dále byly provedeny simulace v programu OpenFOAM pro stacionární i pohyblivou výpočetní síť pro různé rychlosti proudícího vzduchu. V práci jsou porovnány výsledky simulace laminárního a turbulentního řešiče na stacionární geometrii. Dále jsou uvedeny výsledky simulace na pohyblivé geometrii pro různé rychlosti proudění. Objevila se zde nedokonalá shoda s experimentálně získanými daty, která je pravděpodobně způsobená chybou chybou v implementaci numerického řešiče pro pohybové rovnice pružně uloženého tělesa.

Abstract:

The bachelor thesis deals with CFD (Computation Fluid Dynamics) simulation of interaction of an elastically supported airfoil with airflow. First there was developed a mathematical model for solution that includes dynamics of a flexibly supported profile with two degrees of freedom, governing equations of fluid mechanics and boundary conditions for a fluid interface and a solid body. There was described the phenomenon of aeroelastic instabilities, namely static and dynamic instability. Further simulations were performed in the OpenFOAM CFD package for stationary and dynamic grid for different incident flow velocities. The paper compares the results of simulations of laminar and turbulent solver for stationary geometry. Next the results of simulation on a moving geometry are listed for different flow velocities. There are not a perfect match with experimental data, which is probably caused by incorrect implementation of the equations of motion of the elastically supported airfoil.

Kľúčové slová

aeroelastická nestabilita, CFD, OpenFOAM, NACA0015

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 15. 6. 2016
• Vedúci: doc. Ing. Petr Šidlof, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / odbor:
Electrical Engineering and Informatics / Electronic Information and Control Systems