Analiza aerodynamiki układu sterowania mikro-samolotem typu delta z wbudowanymi piezo-generatorami wirów krawędziowych

• Autorzy: Mystkowski A.

Warianty tytułu

EN

Aerodynamics analysis of micro air vehicle (MAV) delta wing with controlled vortex piezo-generators

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono badania aerodynamiczne i strukturalno-dynamiczne piezo-generatora wirów kra- wędziowych dla samolotu typu MAV (ang. Micro Air Vehicle) z skrzydłem w kształcie delta. Zaprezentowano również badania strukturalne giętkiej powierzchni ruchomej napędzanej przez piezo-generator oraz jej wpływu na aerodynamikę przepływu powietrza wokół skrzydła delta. Obliczenia prowadzone były w sposób sprzężony, w którym przemieszczenia ruchomej powierzchni wywołane sinusoidalnie zmienną siłą piezo-generatora przesyłano do programu obliczającego model turbulencji przepływu powietrza. Dla porównania przeprowadzono obliczenia przepływu powietrza bez i z piezo-generatorami wbudowanymi symetrycznie w obie strony skrzydła delta. Wyniki badań symulacyjnych i obliczeń numerycznych zaprezen- towano w pracy.

EN

In the paper, the aerodynamics and flexible structural dynamics investigations of the Micro Air Vehicle (MAV) delta wing with vortex piezo-generators are presented. A numerical methodology coupling Navier-Stokes equations and structural modal equations for predicating vortex generators in 3D delta wing are investigated. The two-way coupled numerical calcula- tions with fluid structure interaction (FSI), where the air in the boundary layer interacts with the solid structure of the vortex generator surface, are applied. The flexible moving surfaces deformations (small plates assembled in the wing surface) driven by controlled piezo-stacks are simulated and their influence on the air flow in the delta boundary layer was calculated. Simulation results which show significant improvements in delta control by the vortex generators are presented.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie; aerodynamika; mikrosamolot; piezo generator

EN

control; aerodynamics; microplane model; piezogenerator

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Acta Mechanica et Automatica
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, no. 3
• Strony: 100--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., Rys., Wykr.

Twórcy

autor

Mystkowski A.

Bibliografia

• 1. Agrawal R., Mannila H., Srikant R., Toivonen H., Verkamo A. I. (1996), Fast Discovery of Association Rules, In U. M. Fayyad, G. Piatetsky-Shapiro, P. Smyth and R. Uthurusamy, editors, Advances in Knowledge Discovery and Data Mining, AAAI/MIT Press, 399-421.
• 2. Elkan C. (1997), Boosting and Naive Bayesian Learning, Technical report no cs97-557, Dept. of Computer Science and Engineering, UCSD.
• 3. Greenblatt D., Wygnanski I. J. (2000), The Control of Flow Separation by Periodic Excitation, Progress in Aerospace Sciences, Vol. 36, 487-545.
• 4. Huang A., Folk C., Silva C., Christensen B., Chen Y. F., Lee G. B., Chen M., Newbern S., Jiang F., Grosjean C., Ho C-M., Tai Y.-C. (2001), Applications of MEMS Devices to Delta Wing Aircraft: From Concept Development to Transonic Flight Test, AIAA, Reno, Nevada.
• 5. Huang J. B., Jiang F. K., Tai Y. C., Ho C. M. (1999), A Micro-Electro-Mechanical-System Based Thermal Shear Stress Sensor with Self-frequency Compensation, Meas. Sci. Technol., Vol. 10, 687-696.
• 6. Huang, A., Ho, C. M., Jiang, F., and Tai, Y. C. (2000), MEMS Transducers for Aerodynamics-A Paradigm Shift, AIAA 00-0249, Reno, Nevada, January.
• 7. Johnston J. P., Nishi M. (1990), Vortex Generator Jets – Means for Flow Separation Control, AIAA Journal, Vol. 28, No. 6.
• 8. Kaiden T., Nakamura Y. (2001), Numerical Analysis of Aerodynamic Control by Micro-flap around Delta Wing, 19th AIAA Applied Aerodynamics Conference, Anaheim, California, 01-2441.
• 9. Kaushari A., (2005), Boundary Layer Control Using Smart Materials, Research project is funded by ADA under DISMAS scheme.
• 10. Launder B. E, Spalding D. B. (1974), The Numerical Computation of Turbulent Flows, Computer Methods In Applied Mechanics and Engineering, Vol. 3, 269-289.
• 11. Lee G. B., Chiang S., Tai Y. C., Tsao T., Ho C. M. (2000), Robust vortex control of a delta wing using distributed MEMS actuators, Journal of Aircraft , Vol. 37 ,No. 4, pp. 697-706.
• 12. Mehta M., Agrawal R., Rissanen J. (1996), SLIQ: A Fast Scalable Classifier for Data Mining, In Proc. of the 5th Int’l Conf. on Extending Database Technology (EDBT), Avignon, France.
• 13. Menter F. R. (1993), Zonal Two Equation k-ω Turbulence Models for Aerodynamic Flows, AIAA Paper, 93-2906.
• 14. Polhamus, E. C. (1971), Predictions of Vortex-Lift Characteristics by a Leading-Edge-Suction Analogy, Journal of Aircraft, Vol. 8, No. 4, 193-199., Vol. 70, No. 5, 420-456.
• 15. Polhamus, E. C. (1986), Vortex Lift Research: Early Contributions and Some Current Challenges, Vortex Flow Aerodynamics, NASA CP2416, 1-30.
• 16. Sathaye, Lal A. (2001), An Acoustic Vortex Generator For Micro-fluid Particle Entrapment, IEEE Ultrasonics Symposium.
• 17. Wilcox D. C. (2000), Turbulence Modelling for CFD, DCW Industrie, La Canada.