Numerical study of leading edge separated flow over wing-canard configuration, with emphasis on aerodynamic coefficients estimation.

• Autorzy: Ghmmam A. , Goraj Z.

Warianty tytułu

PL

Numeryczna analiza opływu wokół konfiguracji 'kaczka' z uwzględnieniem oderwania na ostrych krawędziach natarcia.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A numerical investigation for wing-canard configuration, based on potential flow, and non-linear panel methods, is performed. Flow emanating from leading edges is allowed to separate, with every vortex line represented by a number of segments with the last segment extending to infinity. Effect of canard vertical position, and deffection on the wing loading are investigated. Tapered swept wing, with rectangular canard and cropped delta wing with swept canard are considered. The model assumes a simplified geometry with no tickness or camber. Results indicate considerable influence onto the main lifting surface in the presence of the canard. At low to moderate angles of attack, canard effect could be positive or negative, depending on canard position and degree and direction of deflection. A comparison with experiment shows a good agreement in sectional lift distribution over the wing.

PL

W pracy przedstawiono model obliczeniowy i wykonano symulację opływu wokół konfiguracji 'Kaczka'. Do wyznaczania obciążeń aerodynamicznych zastosowano nieliniową metodę panelową. Uwzględniono, że w ostrych krawędziach natarcia płatów (przedniego o głównego) przy większych kątach natarcia następuje oderwanie przepływu. Założono, że włókna wirowe schodzące z krawędzi spływu i natarcia są styczne lokalnie do linii prądu i rozciągają się do nieskończoności. Zbadano wpływ pionowego przesunięcia płata przedniego oraz jego wychylenia na obciążenie aerodynamiczne płata głównego. Rozważono skośne płaty główne z prostokątnym płatem przednim oraz ścięte płaty delta wraz ze skośnym płatem przednim. Założono, że model ma geometrię uproszczoną (płaty cienkie i niewysklepione). Obliczenia wykonano dla tzw. Europejskiego modelu standardowego, dla którego znane są charakterystyki otrzymane eksperymentalnie w tunelach aerodynamicznych. Na małych i umiarkowanych kątach natarcia wpływ płata przedniego na płat główny może mieć zarówno dodatni (zwiększający siłę nośną) jak i ujemny efekt, w zależności od położenia płata przedniego i kierunku jego wychylenia. Porównanie otrzymanych wyników obliczeń z wynikami eksperymentalnymi wskazuje na dobrą zgodność odnośnie rozkładu siły nośnej wzdłuż rozpiętości płata głównego.

Słowa kluczowe

EN

panel methods; flow separation; potential aerodynamics

PL

metoda panelowa; oderwanie przepływu; aerodynamika potencjalna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. XLV, nr 1
• Strony: 43--57

Twórcy

autor

Ghmmam A.

• Warsaw University of Technology, Poland

autor

Goraj Z.

• Warsaw University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Satran D.R.: Wind-Tunnel Investigation of the Flight Characteristics of a Canard General Aviation Airplane Configuration. NASATP-2623, Washington DC, 1986.
• [2] Goetzendorf-Grabowski T., Goraj Z.; Lateral Stability of the Canard Configuration. J. Teor. Appl. Mech. 1/2, Vol. 25, 1987, pp. 47-61.
• [3] Strtrohmeyer D., Orlowski M., Longo J.M.A., Hummel D., Bergmann A.: An Analysis of Vortex Breakdown Predicted by The Euler Equations. ICAS-96-1.6.3, pp. 1189-1200.
• [4] Tu E.L.: Vortex-Wing Interference of a Close-Coupled Canard Configuration. J. of Aircraft, Vol. 31, No. 2, March-April 1994, pp. 314-321.
• [5] Tu E.L.: Effect of Canard Deflection on Close-Coupled Canard-Wing-Body Aerodynamics. J. of Aircraft, Vol. 31, No. l, Jan-Feb. 1994, pp.138-145.
• [6] Goraj Z., Pietrucha J.: Classical Panel Methods - A routine Toll for Aerodynamic Calculations of Complex Aircraft Configurations: From Concepts to Codes. J. of Theoretical and Applied Mechanics, 4, 33, 1995, pp. 843-878.
• [7] Kandil O.A. et. al.: Nonlinear Prediction of Aerodynamic Load on Lifting Surfaces. J. Of Aircraft, Vol. 13, No. l, pp. 22-28.
• [8] Gordon R., Rom J.: Calculation of Non-linear Subsonic Characteristics of Wing with Thickness and Camber at High Incidence. AIAA Journal, Vol. 23, No. 6, June 1985, pp. 817-825.
• [9] Almosnino D.: High Angle-of-Attack Calculations of The Subsonic Vortex Flow on Slender Bodies. AIAA Journal. Vol. 23, No. 8, Aug. 1985, pp. 1150-1156.
• [10] Buresti G., Lumbardi G., Petagna P.: Wing Pressure Loads in Canard Configurations: A Comparison Between Numerical Results and Experimental Data. Aeronautical Journal Aug.- Sept. 1992, pp. 271-279.
• [11] Rom J., Melamed B,, Almosnino D.: Experimental and Nonlinear Vortex Lattice Method Results for Various Wing-Canard Configuration. J. Of Aircraft, Vol. 30, No. 2, March-April 1993, pp. 207-212.
• [12] Katz J., Plotkin A.: Low-Speed Aerodynamics, From Wing Theory to Panel Methods. McGraw-Hill Inc., New York 1991.
• [13] McGeer T., Kroo I.: A Fundamental Comparison of Canard and Conventional Configuration. J. of Aircraft, Vol. 20, No. 11, Nov. 1983, pp. 938-992.
• [14] Hummel D., Oleker H.: Low-Speed Characteristics for The Wind-Canard Configuration of The International Vortex Flow Experiment. J. of Aircraft, Vol. 31, No. 4, July-Aug. 1994, pp. 868-878.
• [15] Er-El J.: Effect of Wing / Canard Interference on Loading of a Delta Wing. J. of Aircraft, Vol. 25, No. 1, Jan. 1988, pp. 18-24.
• [16] Elzebda J.M., Mook D.T., Nayfeh A.H.: Numerical Simulation of Steady and Unsteady Vorticity-Dominated Aerodynamics Interference. J. of Aircraft, Vol. 31, No. 5, Sept.-Oct. 1994, pp. 1031-1036.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).