دانشكده مكانيك

گزارش سمینار درس تئوری الیه مرزی با موضوع

کنترل الیه مرزی با روش الکترو هیدرودینامیک

Boundary layer control by using electro-

hydrodynamic method

استاد

جناب آقاي دكتر مقیمی پژوهشگر

آريا صولتيان

92742814

1393زمستان

مقدمه 1-1

با توجه به کاربرد های وسیع جریان بر روی سطوح مختلف مسئله مطالعه پدیده های انتقال

مومنتوم و گرما بصورت مجزا و توام از گذشته مورد توجه پژوهشگران بوده است

در برخی از کاربردها با به تاخیر انداختن جدایش الیه مرزی به کاهش نیروی پسا توجه می شود

و در کاربرد های دیگر به جدایش زودتر الیه مرزی به منظور ایجاد اغتشاش اضافی و پرتاب

گردابه ها به منطقه دنباله و افزایش نرخ انتقال حرارت توجه می شود

کاهش نیروی پسا از دیرباز مورد توجه انديشمندان و دانشمندان علوم هوافضايي صنايع

خودرو طراحان ساختمانها برجها پلها و غيره قرار گرفته است در همه موارد سعي بر اين

بود تا با استفاده از نمونه ها و ترفندهاي جديد و نو بتوان از ميزان نيروي پسا كاست

از همان سالهای ساخت اولین هواپیما توسط برادران رایت سعی بر آن بود که شکل خارجی

هواپیما به گونه ای باشد تا کمترین نیروی پسا را ایجاد نماید تا بتوان آنرا با حداقل نیروی پیش

رانش به جلو براند پس از آن نیز با پیشرفت روز افزون علم راهکارهای مختلفی در این زمینه

پیشنهاد شد

یکی از عواملی که باعث ایجاد نیروی پسا میگردد جدایش جریان از روی سطح اجسام است

شیوه های مختلفی برای جلوگیری از جدایش الیه مرزی در کاربرد های مهندسی وجود دارد در

برخی از این روش ها به یک نیروی خارجی برای کنترل الیه مرزی نیاز است که به آنها روش

هستند و به توان اضافه احتیاج ندارند و2 گفته می شود تعدادی نیز غیر فعال1های فعال

استفاده می شود3در برخی دیگر از ترکیب روش های فعال و غیر فعال

1 Active2 passive3 compound

استفاده از میدان5 دمش سیلندر چرخان4از روش های فعال می توان به روش های مکش

تیغه بال لبه6مغناطیسی و میدان الکتریکی و روش های غیر فعال به تولید کننده های گردابه

حمله گسترش یافته و لبه حمله دندانه اره ای اشاره کرد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جدا شدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی برخوردار است

یکی از روش های فعال جهت کنترل جریان بر روی سطح اجسام استفاده از میدان الکتریکی

ایجاد شده توسط یک منبع ولتاژ باال می باشد در این روش با اعمال یک میدان الکتریکی ولتاژ

باال و در نتیجه یونیزاسیون سیال دی الکتریک اطراف الکترود تزریق کننده و حرکت این یون ها

بسمت الکترود جمع کننده جریان ثانویه ای در سیال تولید می کند که به این پدیده

گفته می شود7(EHDالکتروهیدرودینامیک )

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

تاریخچه 1-2

پرانت مفهوم اليه مرزي را بيان كرد و به اين وسيله ارتباط مهمي ميان جريان1904در سال

سيال ايده آل و جريان سيال واقعي به وجود آمد براي سياالتي كه ويسكوزيته نسبتا كمي دارند

اثر اصطكاك داخلي در سيال تنها در ناحيه باريكي از محيط كه مرز سيال را تشكيل مي دهد4 suction boundary layer control

5 Mobile surface

6 Vortex generator

7 Electro hydrodynamic

قابل توجه است و لذا خارج از اين ناحيه باريك در نزديكي مرزهاي جامد بايد جريان را ايده آل

در نظر گرفت

بصورت عددی پدیده الکتروهیدرودینامیک را در یک کانال مسطح بررسی1ژائو و همکاران

نمودند الگورتیم حل عددی آن ها ترکیبی از روش های المان محدود روش مشخصه ها و حجم

محدود بوده است نتایج آنها شبیه سازی الگوی جریان تحت تاثیر پدیده الکتروهیدرودینامیک و

پارامتر های موثر بر این پدیده را ارائه می دهد آنها دریافتند با افزایش عدد رینولدز تاثیر پدیده

الکتروهیدرودینامیک بر جریان سیال کاهش میابد عالوه بر این بزرگی گردابه ها در عدد رینولدز

ثابت به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد و در سرعت های پایین سرعت جریان تاثیری بر پارامتر

های الکتریکی نمی گذارد اما در سرعت های باال بطور موثری بر میدان الکتریکی تاثیر گذار می

باشد

با استفاده از الکترود های سیمی به موازات جریان اصلی به انجام یکسری2تادا و همکاران

آزمایشات به منظور تاثیر میدان الکتریکی بر جریان های داخل کانال پرداختند در بررسی آنها

الکترود های سیمی به فاصله مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و بوسیله منبع مولد ولتاژ باالی

مثبت تغذیه می شدند نتایج آنها افزایش آهنگ نرخ انتقال حرارت جابجایی بویژه در محدوده

جریان های آرام در اثر ترکیب جریان های ثانویه ناشی از میدان های الکتریکی و جریان اولیه را

نشان داده است

بصورت تجربی تاثیر جریان کرونا بر گردابه های پشت سیلندر در داخل یک کانال را3هیونو چون

45مورد مطالعه قرار دادند آنها در کار تجربی خود الکترود تزریق کننده را در زوایای مختلف

سانتی متر از سطح سیلندر قرار دادند نتایج آنها با آشکار3 15 1 و فواصل 180 و 135 90

سازی خطوط جریان نشان داد جریان یونی تاثیر چشمگیری بر ساختار گردابه ای پشت سیلنر

به طور قابل مالحظه اي کاهش می4می گذارد و نیروي بازدارندگی فشاري تحت تاثیر باد یونی

نیز به بررسی تجربی تأثیر تخلیهDC بر روي جریان هوا در امتداد یک 4یابد لگر و همکاران

کروناي صفحه تخت شیبدار پرداختند آشکارسازي میدان جریان و نیز تعیین توزیع نشان داد

سرعت با استفاده از فنآوري جریان در لبه جلویی صفحهPIVکه بدون اعمال میدان الکتریکی

از آن جدا شده و دنباله هاي قابل توجهی در باالي صفحه شکل میگیرد اما با اعمال میدان

الکتریکی و تخلیه کرونا خطوط جریان بهسمت صفحه منحرف میشود که با توجه به عدد

رینولدز جریان و شیب صفحه به برخورد یا عدم برخورد جریان با صفحه منجر شده و همزمان

از میزان گردابه ها کاسته میشود

همچنین آنها دریافتند که تأثیر تخلیه کرونا بر مشخصه هاي جریان در اعداد رینولدز پایین در قالب

کاهش دنباله هاي جریان و کاهش نیروي بازدارندگی بیشتر بوده و با افزایش سرعت جریان

به صورت تجربی جریان روي یک بالواره5تاثیر تخلیه کرونا کمتر می شود روبرتووگویلرمو

متقارن در رینولدز پایین را تحت تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیکی بررسی نمودند نتایج آنها

حاکی از آن بود که در رینولدز هاي پایین تاثیر محرك وابسته به ولتاژ اعمالی و فاصله نسبی بین

محرك و خط جدایش است

جریان حول استوانه تحت تاثیر یک محرك الکتروهیدرودینامیکی میله6اسماعیل زاده و آقازینالی

صفحهاي چسبیده به سطح استوانه را با استفاده از روش اجزاء محدود به صورت عددي مورد

مطالعه قرار دادند و دریافتند که با اعمال میدان الکتریکی جریان سیال در مجاورت نیمه جلویی

استوانه شتاب می گیرد و در نتیجه با افزایش اختالف فشار سطوح جلویی و عقبی استوانه

ضریب بازدارندگی افزایش می یابد همچنین آنها نشان دادند که حجم ناحیه دنباله در پشت

استوانه و ضریب بازدارندگی با افزایش سرعت ورودي به ازاي یک اختالف ولتاژ اعمالی یکسان

بر کنترل الیه مرزي ورقهاي رويEHD اثر پدیده 7کاهش مییابند تطهیري و اسماعیل زاده

استوانه به کمک دو الکترود سیمی و دو الکترود نواري چسبیده به سطح استوانه را به صورت

عددي مورد بررسی قرار دادند نتایج آنها بیان کننده این مطلب است که ضریب بازدارندگی

افزایش یافته و در تمامی حالت ها افزایش سرعت در الیه مرزي مشاهده می شود که حاکی از

افزایش مومنتم ذرات سیال در اثر اعمال میدان الکتریکی است

همچنین این تأثیرات در اعداد رینولدز پایین به نسبت بیشتر است عالوه بر این آنها دریافتند که

ضریب بازدارندگی تابع هندسه مسأله ولتاژ اعمالی و رژیم جریان می باشد که در هندسه مورد

نظر آنها ضریب بازدارندگی افزایش یافته است

به بررسی عددي و تجربی اثر یک عملگر پالسمایی بر کارایی بالواره8سلماسی و همکاران

04146 NFLپرداختند آنها نشان دادند که حضور عملگر پالسمایی بر روي سطح ایرفویل و در

نزدیکی شروع جدایش سبب تاخیر در نقطه جدایش و افزایش کارآیی بالواره می شود

روش های کنترل الیه مرزی 2

بررسی روش هاي مختلف کنترل جریان به منظور کاهش بازدارندگی آیرودینامیکی مورد توجه

بسیاري از محققان در این زمینه می باشد به طورکلی این روش ها به سه دسته غیرفعال

فعال و ترکیبی تقسیم می شوند در روش هاي غیرفعال مانند چین دار کردن و ایجاد شیار بر

روي سطح از نیروي هاي خارجی به منظور کنترل جریان استفاده نمی شود

اما در روش هاي فعال مانند لرزش سطح و اعمال میدان هاي الکتریکی و مغناطیسی از

نیروهاي خارجی براي کنترل الیه مرزي و به تاخیر انداختن پدیده جدایش استفاده می شود

همچنین در روش هاي ترکیبی از هر دو روش براي این منظور استفاده می گردد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جداشدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشند

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

با توجه به کاربرد های وسیع جریان بر روی سطوح مختلف مسئله مطالعه پدیده های انتقال

مومنتوم و گرما بصورت مجزا و توام از گذشته مورد توجه پژوهشگران بوده است

در برخی از کاربردها با به تاخیر انداختن جدایش الیه مرزی به کاهش نیروی پسا توجه می شود

و در کاربرد های دیگر به جدایش زودتر الیه مرزی به منظور ایجاد اغتشاش اضافی و پرتاب

گردابه ها به منطقه دنباله و افزایش نرخ انتقال حرارت توجه می شود

کاهش نیروی پسا از دیرباز مورد توجه انديشمندان و دانشمندان علوم هوافضايي صنايع

خودرو طراحان ساختمانها برجها پلها و غيره قرار گرفته است در همه موارد سعي بر اين

بود تا با استفاده از نمونه ها و ترفندهاي جديد و نو بتوان از ميزان نيروي پسا كاست

از همان سالهای ساخت اولین هواپیما توسط برادران رایت سعی بر آن بود که شکل خارجی

هواپیما به گونه ای باشد تا کمترین نیروی پسا را ایجاد نماید تا بتوان آنرا با حداقل نیروی پیش

رانش به جلو براند پس از آن نیز با پیشرفت روز افزون علم راهکارهای مختلفی در این زمینه

پیشنهاد شد

یکی از عواملی که باعث ایجاد نیروی پسا میگردد جدایش جریان از روی سطح اجسام است

شیوه های مختلفی برای جلوگیری از جدایش الیه مرزی در کاربرد های مهندسی وجود دارد در

برخی از این روش ها به یک نیروی خارجی برای کنترل الیه مرزی نیاز است که به آنها روش

هستند و به توان اضافه احتیاج ندارند و2 گفته می شود تعدادی نیز غیر فعال1های فعال

استفاده می شود3در برخی دیگر از ترکیب روش های فعال و غیر فعال

1 Active2 passive3 compound

استفاده از میدان5 دمش سیلندر چرخان4از روش های فعال می توان به روش های مکش

تیغه بال لبه6مغناطیسی و میدان الکتریکی و روش های غیر فعال به تولید کننده های گردابه

حمله گسترش یافته و لبه حمله دندانه اره ای اشاره کرد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جدا شدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی برخوردار است

یکی از روش های فعال جهت کنترل جریان بر روی سطح اجسام استفاده از میدان الکتریکی

ایجاد شده توسط یک منبع ولتاژ باال می باشد در این روش با اعمال یک میدان الکتریکی ولتاژ

باال و در نتیجه یونیزاسیون سیال دی الکتریک اطراف الکترود تزریق کننده و حرکت این یون ها

بسمت الکترود جمع کننده جریان ثانویه ای در سیال تولید می کند که به این پدیده

گفته می شود7(EHDالکتروهیدرودینامیک )

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

تاریخچه 1-2

پرانت مفهوم اليه مرزي را بيان كرد و به اين وسيله ارتباط مهمي ميان جريان1904در سال

سيال ايده آل و جريان سيال واقعي به وجود آمد براي سياالتي كه ويسكوزيته نسبتا كمي دارند

اثر اصطكاك داخلي در سيال تنها در ناحيه باريكي از محيط كه مرز سيال را تشكيل مي دهد4 suction boundary layer control

5 Mobile surface

6 Vortex generator

7 Electro hydrodynamic

قابل توجه است و لذا خارج از اين ناحيه باريك در نزديكي مرزهاي جامد بايد جريان را ايده آل

در نظر گرفت

بصورت عددی پدیده الکتروهیدرودینامیک را در یک کانال مسطح بررسی1ژائو و همکاران

نمودند الگورتیم حل عددی آن ها ترکیبی از روش های المان محدود روش مشخصه ها و حجم

محدود بوده است نتایج آنها شبیه سازی الگوی جریان تحت تاثیر پدیده الکتروهیدرودینامیک و

پارامتر های موثر بر این پدیده را ارائه می دهد آنها دریافتند با افزایش عدد رینولدز تاثیر پدیده

الکتروهیدرودینامیک بر جریان سیال کاهش میابد عالوه بر این بزرگی گردابه ها در عدد رینولدز

ثابت به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد و در سرعت های پایین سرعت جریان تاثیری بر پارامتر

های الکتریکی نمی گذارد اما در سرعت های باال بطور موثری بر میدان الکتریکی تاثیر گذار می

باشد

با استفاده از الکترود های سیمی به موازات جریان اصلی به انجام یکسری2تادا و همکاران

آزمایشات به منظور تاثیر میدان الکتریکی بر جریان های داخل کانال پرداختند در بررسی آنها

الکترود های سیمی به فاصله مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و بوسیله منبع مولد ولتاژ باالی

مثبت تغذیه می شدند نتایج آنها افزایش آهنگ نرخ انتقال حرارت جابجایی بویژه در محدوده

جریان های آرام در اثر ترکیب جریان های ثانویه ناشی از میدان های الکتریکی و جریان اولیه را

نشان داده است

بصورت تجربی تاثیر جریان کرونا بر گردابه های پشت سیلندر در داخل یک کانال را3هیونو چون

45مورد مطالعه قرار دادند آنها در کار تجربی خود الکترود تزریق کننده را در زوایای مختلف

سانتی متر از سطح سیلندر قرار دادند نتایج آنها با آشکار3 15 1 و فواصل 180 و 135 90

سازی خطوط جریان نشان داد جریان یونی تاثیر چشمگیری بر ساختار گردابه ای پشت سیلنر

به طور قابل مالحظه اي کاهش می4می گذارد و نیروي بازدارندگی فشاري تحت تاثیر باد یونی

نیز به بررسی تجربی تأثیر تخلیهDC بر روي جریان هوا در امتداد یک 4یابد لگر و همکاران

کروناي صفحه تخت شیبدار پرداختند آشکارسازي میدان جریان و نیز تعیین توزیع نشان داد

سرعت با استفاده از فنآوري جریان در لبه جلویی صفحهPIVکه بدون اعمال میدان الکتریکی

از آن جدا شده و دنباله هاي قابل توجهی در باالي صفحه شکل میگیرد اما با اعمال میدان

الکتریکی و تخلیه کرونا خطوط جریان بهسمت صفحه منحرف میشود که با توجه به عدد

رینولدز جریان و شیب صفحه به برخورد یا عدم برخورد جریان با صفحه منجر شده و همزمان

از میزان گردابه ها کاسته میشود

همچنین آنها دریافتند که تأثیر تخلیه کرونا بر مشخصه هاي جریان در اعداد رینولدز پایین در قالب

کاهش دنباله هاي جریان و کاهش نیروي بازدارندگی بیشتر بوده و با افزایش سرعت جریان

به صورت تجربی جریان روي یک بالواره5تاثیر تخلیه کرونا کمتر می شود روبرتووگویلرمو

متقارن در رینولدز پایین را تحت تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیکی بررسی نمودند نتایج آنها

حاکی از آن بود که در رینولدز هاي پایین تاثیر محرك وابسته به ولتاژ اعمالی و فاصله نسبی بین

محرك و خط جدایش است

جریان حول استوانه تحت تاثیر یک محرك الکتروهیدرودینامیکی میله6اسماعیل زاده و آقازینالی

صفحهاي چسبیده به سطح استوانه را با استفاده از روش اجزاء محدود به صورت عددي مورد

مطالعه قرار دادند و دریافتند که با اعمال میدان الکتریکی جریان سیال در مجاورت نیمه جلویی

استوانه شتاب می گیرد و در نتیجه با افزایش اختالف فشار سطوح جلویی و عقبی استوانه

ضریب بازدارندگی افزایش می یابد همچنین آنها نشان دادند که حجم ناحیه دنباله در پشت

استوانه و ضریب بازدارندگی با افزایش سرعت ورودي به ازاي یک اختالف ولتاژ اعمالی یکسان

بر کنترل الیه مرزي ورقهاي رويEHD اثر پدیده 7کاهش مییابند تطهیري و اسماعیل زاده

استوانه به کمک دو الکترود سیمی و دو الکترود نواري چسبیده به سطح استوانه را به صورت

عددي مورد بررسی قرار دادند نتایج آنها بیان کننده این مطلب است که ضریب بازدارندگی

افزایش یافته و در تمامی حالت ها افزایش سرعت در الیه مرزي مشاهده می شود که حاکی از

افزایش مومنتم ذرات سیال در اثر اعمال میدان الکتریکی است

همچنین این تأثیرات در اعداد رینولدز پایین به نسبت بیشتر است عالوه بر این آنها دریافتند که

ضریب بازدارندگی تابع هندسه مسأله ولتاژ اعمالی و رژیم جریان می باشد که در هندسه مورد

نظر آنها ضریب بازدارندگی افزایش یافته است

به بررسی عددي و تجربی اثر یک عملگر پالسمایی بر کارایی بالواره8سلماسی و همکاران

04146 NFLپرداختند آنها نشان دادند که حضور عملگر پالسمایی بر روي سطح ایرفویل و در

نزدیکی شروع جدایش سبب تاخیر در نقطه جدایش و افزایش کارآیی بالواره می شود

روش های کنترل الیه مرزی 2

بررسی روش هاي مختلف کنترل جریان به منظور کاهش بازدارندگی آیرودینامیکی مورد توجه

بسیاري از محققان در این زمینه می باشد به طورکلی این روش ها به سه دسته غیرفعال

فعال و ترکیبی تقسیم می شوند در روش هاي غیرفعال مانند چین دار کردن و ایجاد شیار بر

روي سطح از نیروي هاي خارجی به منظور کنترل جریان استفاده نمی شود

اما در روش هاي فعال مانند لرزش سطح و اعمال میدان هاي الکتریکی و مغناطیسی از

نیروهاي خارجی براي کنترل الیه مرزي و به تاخیر انداختن پدیده جدایش استفاده می شود

همچنین در روش هاي ترکیبی از هر دو روش براي این منظور استفاده می گردد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جداشدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشند

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

استفاده از میدان5 دمش سیلندر چرخان4از روش های فعال می توان به روش های مکش

تیغه بال لبه6مغناطیسی و میدان الکتریکی و روش های غیر فعال به تولید کننده های گردابه

حمله گسترش یافته و لبه حمله دندانه اره ای اشاره کرد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جدا شدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی برخوردار است

یکی از روش های فعال جهت کنترل جریان بر روی سطح اجسام استفاده از میدان الکتریکی

ایجاد شده توسط یک منبع ولتاژ باال می باشد در این روش با اعمال یک میدان الکتریکی ولتاژ

باال و در نتیجه یونیزاسیون سیال دی الکتریک اطراف الکترود تزریق کننده و حرکت این یون ها

بسمت الکترود جمع کننده جریان ثانویه ای در سیال تولید می کند که به این پدیده

گفته می شود7(EHDالکتروهیدرودینامیک )

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

تاریخچه 1-2

پرانت مفهوم اليه مرزي را بيان كرد و به اين وسيله ارتباط مهمي ميان جريان1904در سال

سيال ايده آل و جريان سيال واقعي به وجود آمد براي سياالتي كه ويسكوزيته نسبتا كمي دارند

اثر اصطكاك داخلي در سيال تنها در ناحيه باريكي از محيط كه مرز سيال را تشكيل مي دهد4 suction boundary layer control

5 Mobile surface

6 Vortex generator

7 Electro hydrodynamic

قابل توجه است و لذا خارج از اين ناحيه باريك در نزديكي مرزهاي جامد بايد جريان را ايده آل

در نظر گرفت

بصورت عددی پدیده الکتروهیدرودینامیک را در یک کانال مسطح بررسی1ژائو و همکاران

نمودند الگورتیم حل عددی آن ها ترکیبی از روش های المان محدود روش مشخصه ها و حجم

محدود بوده است نتایج آنها شبیه سازی الگوی جریان تحت تاثیر پدیده الکتروهیدرودینامیک و

پارامتر های موثر بر این پدیده را ارائه می دهد آنها دریافتند با افزایش عدد رینولدز تاثیر پدیده

الکتروهیدرودینامیک بر جریان سیال کاهش میابد عالوه بر این بزرگی گردابه ها در عدد رینولدز

ثابت به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد و در سرعت های پایین سرعت جریان تاثیری بر پارامتر

های الکتریکی نمی گذارد اما در سرعت های باال بطور موثری بر میدان الکتریکی تاثیر گذار می

باشد

با استفاده از الکترود های سیمی به موازات جریان اصلی به انجام یکسری2تادا و همکاران

آزمایشات به منظور تاثیر میدان الکتریکی بر جریان های داخل کانال پرداختند در بررسی آنها

الکترود های سیمی به فاصله مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و بوسیله منبع مولد ولتاژ باالی

مثبت تغذیه می شدند نتایج آنها افزایش آهنگ نرخ انتقال حرارت جابجایی بویژه در محدوده

جریان های آرام در اثر ترکیب جریان های ثانویه ناشی از میدان های الکتریکی و جریان اولیه را

نشان داده است

بصورت تجربی تاثیر جریان کرونا بر گردابه های پشت سیلندر در داخل یک کانال را3هیونو چون

45مورد مطالعه قرار دادند آنها در کار تجربی خود الکترود تزریق کننده را در زوایای مختلف

سانتی متر از سطح سیلندر قرار دادند نتایج آنها با آشکار3 15 1 و فواصل 180 و 135 90

سازی خطوط جریان نشان داد جریان یونی تاثیر چشمگیری بر ساختار گردابه ای پشت سیلنر

به طور قابل مالحظه اي کاهش می4می گذارد و نیروي بازدارندگی فشاري تحت تاثیر باد یونی

نیز به بررسی تجربی تأثیر تخلیهDC بر روي جریان هوا در امتداد یک 4یابد لگر و همکاران

کروناي صفحه تخت شیبدار پرداختند آشکارسازي میدان جریان و نیز تعیین توزیع نشان داد

سرعت با استفاده از فنآوري جریان در لبه جلویی صفحهPIVکه بدون اعمال میدان الکتریکی

از آن جدا شده و دنباله هاي قابل توجهی در باالي صفحه شکل میگیرد اما با اعمال میدان

الکتریکی و تخلیه کرونا خطوط جریان بهسمت صفحه منحرف میشود که با توجه به عدد

رینولدز جریان و شیب صفحه به برخورد یا عدم برخورد جریان با صفحه منجر شده و همزمان

از میزان گردابه ها کاسته میشود

همچنین آنها دریافتند که تأثیر تخلیه کرونا بر مشخصه هاي جریان در اعداد رینولدز پایین در قالب

کاهش دنباله هاي جریان و کاهش نیروي بازدارندگی بیشتر بوده و با افزایش سرعت جریان

به صورت تجربی جریان روي یک بالواره5تاثیر تخلیه کرونا کمتر می شود روبرتووگویلرمو

متقارن در رینولدز پایین را تحت تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیکی بررسی نمودند نتایج آنها

حاکی از آن بود که در رینولدز هاي پایین تاثیر محرك وابسته به ولتاژ اعمالی و فاصله نسبی بین

محرك و خط جدایش است

جریان حول استوانه تحت تاثیر یک محرك الکتروهیدرودینامیکی میله6اسماعیل زاده و آقازینالی

صفحهاي چسبیده به سطح استوانه را با استفاده از روش اجزاء محدود به صورت عددي مورد

مطالعه قرار دادند و دریافتند که با اعمال میدان الکتریکی جریان سیال در مجاورت نیمه جلویی

استوانه شتاب می گیرد و در نتیجه با افزایش اختالف فشار سطوح جلویی و عقبی استوانه

ضریب بازدارندگی افزایش می یابد همچنین آنها نشان دادند که حجم ناحیه دنباله در پشت

استوانه و ضریب بازدارندگی با افزایش سرعت ورودي به ازاي یک اختالف ولتاژ اعمالی یکسان

بر کنترل الیه مرزي ورقهاي رويEHD اثر پدیده 7کاهش مییابند تطهیري و اسماعیل زاده

استوانه به کمک دو الکترود سیمی و دو الکترود نواري چسبیده به سطح استوانه را به صورت

عددي مورد بررسی قرار دادند نتایج آنها بیان کننده این مطلب است که ضریب بازدارندگی

افزایش یافته و در تمامی حالت ها افزایش سرعت در الیه مرزي مشاهده می شود که حاکی از

افزایش مومنتم ذرات سیال در اثر اعمال میدان الکتریکی است

همچنین این تأثیرات در اعداد رینولدز پایین به نسبت بیشتر است عالوه بر این آنها دریافتند که

ضریب بازدارندگی تابع هندسه مسأله ولتاژ اعمالی و رژیم جریان می باشد که در هندسه مورد

نظر آنها ضریب بازدارندگی افزایش یافته است

به بررسی عددي و تجربی اثر یک عملگر پالسمایی بر کارایی بالواره8سلماسی و همکاران

04146 NFLپرداختند آنها نشان دادند که حضور عملگر پالسمایی بر روي سطح ایرفویل و در

نزدیکی شروع جدایش سبب تاخیر در نقطه جدایش و افزایش کارآیی بالواره می شود

روش های کنترل الیه مرزی 2

بررسی روش هاي مختلف کنترل جریان به منظور کاهش بازدارندگی آیرودینامیکی مورد توجه

بسیاري از محققان در این زمینه می باشد به طورکلی این روش ها به سه دسته غیرفعال

فعال و ترکیبی تقسیم می شوند در روش هاي غیرفعال مانند چین دار کردن و ایجاد شیار بر

روي سطح از نیروي هاي خارجی به منظور کنترل جریان استفاده نمی شود

اما در روش هاي فعال مانند لرزش سطح و اعمال میدان هاي الکتریکی و مغناطیسی از

نیروهاي خارجی براي کنترل الیه مرزي و به تاخیر انداختن پدیده جدایش استفاده می شود

همچنین در روش هاي ترکیبی از هر دو روش براي این منظور استفاده می گردد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جداشدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشند

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

قابل توجه است و لذا خارج از اين ناحيه باريك در نزديكي مرزهاي جامد بايد جريان را ايده آل

در نظر گرفت

بصورت عددی پدیده الکتروهیدرودینامیک را در یک کانال مسطح بررسی1ژائو و همکاران

نمودند الگورتیم حل عددی آن ها ترکیبی از روش های المان محدود روش مشخصه ها و حجم

محدود بوده است نتایج آنها شبیه سازی الگوی جریان تحت تاثیر پدیده الکتروهیدرودینامیک و

پارامتر های موثر بر این پدیده را ارائه می دهد آنها دریافتند با افزایش عدد رینولدز تاثیر پدیده

الکتروهیدرودینامیک بر جریان سیال کاهش میابد عالوه بر این بزرگی گردابه ها در عدد رینولدز

ثابت به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد و در سرعت های پایین سرعت جریان تاثیری بر پارامتر

های الکتریکی نمی گذارد اما در سرعت های باال بطور موثری بر میدان الکتریکی تاثیر گذار می

باشد

با استفاده از الکترود های سیمی به موازات جریان اصلی به انجام یکسری2تادا و همکاران

آزمایشات به منظور تاثیر میدان الکتریکی بر جریان های داخل کانال پرداختند در بررسی آنها

الکترود های سیمی به فاصله مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و بوسیله منبع مولد ولتاژ باالی

مثبت تغذیه می شدند نتایج آنها افزایش آهنگ نرخ انتقال حرارت جابجایی بویژه در محدوده

جریان های آرام در اثر ترکیب جریان های ثانویه ناشی از میدان های الکتریکی و جریان اولیه را

نشان داده است

بصورت تجربی تاثیر جریان کرونا بر گردابه های پشت سیلندر در داخل یک کانال را3هیونو چون

45مورد مطالعه قرار دادند آنها در کار تجربی خود الکترود تزریق کننده را در زوایای مختلف

سانتی متر از سطح سیلندر قرار دادند نتایج آنها با آشکار3 15 1 و فواصل 180 و 135 90

سازی خطوط جریان نشان داد جریان یونی تاثیر چشمگیری بر ساختار گردابه ای پشت سیلنر

به طور قابل مالحظه اي کاهش می4می گذارد و نیروي بازدارندگی فشاري تحت تاثیر باد یونی

نیز به بررسی تجربی تأثیر تخلیهDC بر روي جریان هوا در امتداد یک 4یابد لگر و همکاران

کروناي صفحه تخت شیبدار پرداختند آشکارسازي میدان جریان و نیز تعیین توزیع نشان داد

سرعت با استفاده از فنآوري جریان در لبه جلویی صفحهPIVکه بدون اعمال میدان الکتریکی

از آن جدا شده و دنباله هاي قابل توجهی در باالي صفحه شکل میگیرد اما با اعمال میدان

الکتریکی و تخلیه کرونا خطوط جریان بهسمت صفحه منحرف میشود که با توجه به عدد

رینولدز جریان و شیب صفحه به برخورد یا عدم برخورد جریان با صفحه منجر شده و همزمان

از میزان گردابه ها کاسته میشود

همچنین آنها دریافتند که تأثیر تخلیه کرونا بر مشخصه هاي جریان در اعداد رینولدز پایین در قالب

کاهش دنباله هاي جریان و کاهش نیروي بازدارندگی بیشتر بوده و با افزایش سرعت جریان

به صورت تجربی جریان روي یک بالواره5تاثیر تخلیه کرونا کمتر می شود روبرتووگویلرمو

متقارن در رینولدز پایین را تحت تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیکی بررسی نمودند نتایج آنها

حاکی از آن بود که در رینولدز هاي پایین تاثیر محرك وابسته به ولتاژ اعمالی و فاصله نسبی بین

محرك و خط جدایش است

جریان حول استوانه تحت تاثیر یک محرك الکتروهیدرودینامیکی میله6اسماعیل زاده و آقازینالی

صفحهاي چسبیده به سطح استوانه را با استفاده از روش اجزاء محدود به صورت عددي مورد

مطالعه قرار دادند و دریافتند که با اعمال میدان الکتریکی جریان سیال در مجاورت نیمه جلویی

استوانه شتاب می گیرد و در نتیجه با افزایش اختالف فشار سطوح جلویی و عقبی استوانه

ضریب بازدارندگی افزایش می یابد همچنین آنها نشان دادند که حجم ناحیه دنباله در پشت

استوانه و ضریب بازدارندگی با افزایش سرعت ورودي به ازاي یک اختالف ولتاژ اعمالی یکسان

بر کنترل الیه مرزي ورقهاي رويEHD اثر پدیده 7کاهش مییابند تطهیري و اسماعیل زاده

استوانه به کمک دو الکترود سیمی و دو الکترود نواري چسبیده به سطح استوانه را به صورت

عددي مورد بررسی قرار دادند نتایج آنها بیان کننده این مطلب است که ضریب بازدارندگی

افزایش یافته و در تمامی حالت ها افزایش سرعت در الیه مرزي مشاهده می شود که حاکی از

افزایش مومنتم ذرات سیال در اثر اعمال میدان الکتریکی است

همچنین این تأثیرات در اعداد رینولدز پایین به نسبت بیشتر است عالوه بر این آنها دریافتند که

ضریب بازدارندگی تابع هندسه مسأله ولتاژ اعمالی و رژیم جریان می باشد که در هندسه مورد

نظر آنها ضریب بازدارندگی افزایش یافته است

به بررسی عددي و تجربی اثر یک عملگر پالسمایی بر کارایی بالواره8سلماسی و همکاران

04146 NFLپرداختند آنها نشان دادند که حضور عملگر پالسمایی بر روي سطح ایرفویل و در

نزدیکی شروع جدایش سبب تاخیر در نقطه جدایش و افزایش کارآیی بالواره می شود

روش های کنترل الیه مرزی 2

بررسی روش هاي مختلف کنترل جریان به منظور کاهش بازدارندگی آیرودینامیکی مورد توجه

بسیاري از محققان در این زمینه می باشد به طورکلی این روش ها به سه دسته غیرفعال

فعال و ترکیبی تقسیم می شوند در روش هاي غیرفعال مانند چین دار کردن و ایجاد شیار بر

روي سطح از نیروي هاي خارجی به منظور کنترل جریان استفاده نمی شود

اما در روش هاي فعال مانند لرزش سطح و اعمال میدان هاي الکتریکی و مغناطیسی از

نیروهاي خارجی براي کنترل الیه مرزي و به تاخیر انداختن پدیده جدایش استفاده می شود

همچنین در روش هاي ترکیبی از هر دو روش براي این منظور استفاده می گردد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جداشدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشند

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

کروناي صفحه تخت شیبدار پرداختند آشکارسازي میدان جریان و نیز تعیین توزیع نشان داد

سرعت با استفاده از فنآوري جریان در لبه جلویی صفحهPIVکه بدون اعمال میدان الکتریکی

از آن جدا شده و دنباله هاي قابل توجهی در باالي صفحه شکل میگیرد اما با اعمال میدان

الکتریکی و تخلیه کرونا خطوط جریان بهسمت صفحه منحرف میشود که با توجه به عدد

رینولدز جریان و شیب صفحه به برخورد یا عدم برخورد جریان با صفحه منجر شده و همزمان

از میزان گردابه ها کاسته میشود

همچنین آنها دریافتند که تأثیر تخلیه کرونا بر مشخصه هاي جریان در اعداد رینولدز پایین در قالب

کاهش دنباله هاي جریان و کاهش نیروي بازدارندگی بیشتر بوده و با افزایش سرعت جریان

به صورت تجربی جریان روي یک بالواره5تاثیر تخلیه کرونا کمتر می شود روبرتووگویلرمو

متقارن در رینولدز پایین را تحت تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیکی بررسی نمودند نتایج آنها

حاکی از آن بود که در رینولدز هاي پایین تاثیر محرك وابسته به ولتاژ اعمالی و فاصله نسبی بین

محرك و خط جدایش است

جریان حول استوانه تحت تاثیر یک محرك الکتروهیدرودینامیکی میله6اسماعیل زاده و آقازینالی

صفحهاي چسبیده به سطح استوانه را با استفاده از روش اجزاء محدود به صورت عددي مورد

مطالعه قرار دادند و دریافتند که با اعمال میدان الکتریکی جریان سیال در مجاورت نیمه جلویی

استوانه شتاب می گیرد و در نتیجه با افزایش اختالف فشار سطوح جلویی و عقبی استوانه

ضریب بازدارندگی افزایش می یابد همچنین آنها نشان دادند که حجم ناحیه دنباله در پشت

استوانه و ضریب بازدارندگی با افزایش سرعت ورودي به ازاي یک اختالف ولتاژ اعمالی یکسان

بر کنترل الیه مرزي ورقهاي رويEHD اثر پدیده 7کاهش مییابند تطهیري و اسماعیل زاده

استوانه به کمک دو الکترود سیمی و دو الکترود نواري چسبیده به سطح استوانه را به صورت

عددي مورد بررسی قرار دادند نتایج آنها بیان کننده این مطلب است که ضریب بازدارندگی

افزایش یافته و در تمامی حالت ها افزایش سرعت در الیه مرزي مشاهده می شود که حاکی از

افزایش مومنتم ذرات سیال در اثر اعمال میدان الکتریکی است

همچنین این تأثیرات در اعداد رینولدز پایین به نسبت بیشتر است عالوه بر این آنها دریافتند که

ضریب بازدارندگی تابع هندسه مسأله ولتاژ اعمالی و رژیم جریان می باشد که در هندسه مورد

نظر آنها ضریب بازدارندگی افزایش یافته است

به بررسی عددي و تجربی اثر یک عملگر پالسمایی بر کارایی بالواره8سلماسی و همکاران

04146 NFLپرداختند آنها نشان دادند که حضور عملگر پالسمایی بر روي سطح ایرفویل و در

نزدیکی شروع جدایش سبب تاخیر در نقطه جدایش و افزایش کارآیی بالواره می شود

روش های کنترل الیه مرزی 2

بررسی روش هاي مختلف کنترل جریان به منظور کاهش بازدارندگی آیرودینامیکی مورد توجه

بسیاري از محققان در این زمینه می باشد به طورکلی این روش ها به سه دسته غیرفعال

فعال و ترکیبی تقسیم می شوند در روش هاي غیرفعال مانند چین دار کردن و ایجاد شیار بر

روي سطح از نیروي هاي خارجی به منظور کنترل جریان استفاده نمی شود

اما در روش هاي فعال مانند لرزش سطح و اعمال میدان هاي الکتریکی و مغناطیسی از

نیروهاي خارجی براي کنترل الیه مرزي و به تاخیر انداختن پدیده جدایش استفاده می شود

همچنین در روش هاي ترکیبی از هر دو روش براي این منظور استفاده می گردد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جداشدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشند

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

افزایش یافته و در تمامی حالت ها افزایش سرعت در الیه مرزي مشاهده می شود که حاکی از

افزایش مومنتم ذرات سیال در اثر اعمال میدان الکتریکی است

همچنین این تأثیرات در اعداد رینولدز پایین به نسبت بیشتر است عالوه بر این آنها دریافتند که

ضریب بازدارندگی تابع هندسه مسأله ولتاژ اعمالی و رژیم جریان می باشد که در هندسه مورد

نظر آنها ضریب بازدارندگی افزایش یافته است

به بررسی عددي و تجربی اثر یک عملگر پالسمایی بر کارایی بالواره8سلماسی و همکاران

04146 NFLپرداختند آنها نشان دادند که حضور عملگر پالسمایی بر روي سطح ایرفویل و در

نزدیکی شروع جدایش سبب تاخیر در نقطه جدایش و افزایش کارآیی بالواره می شود

روش های کنترل الیه مرزی 2

بررسی روش هاي مختلف کنترل جریان به منظور کاهش بازدارندگی آیرودینامیکی مورد توجه

بسیاري از محققان در این زمینه می باشد به طورکلی این روش ها به سه دسته غیرفعال

فعال و ترکیبی تقسیم می شوند در روش هاي غیرفعال مانند چین دار کردن و ایجاد شیار بر

روي سطح از نیروي هاي خارجی به منظور کنترل جریان استفاده نمی شود

اما در روش هاي فعال مانند لرزش سطح و اعمال میدان هاي الکتریکی و مغناطیسی از

نیروهاي خارجی براي کنترل الیه مرزي و به تاخیر انداختن پدیده جدایش استفاده می شود

همچنین در روش هاي ترکیبی از هر دو روش براي این منظور استفاده می گردد

در استفاده از این روش ها بررسی پدیده جدایش جداشدن گردابه ها مکانیزم های حاکم بر

تشکیل و رشد گردابه ها در پایین دست جریان از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشند

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

معرفی برخی روش های غیر فعال2-1

(VGS تولید کننده های گردابه )2-1-1

( پره هایی با نسبت منظری کم هستند که زاویه نصب کم نسبتVGSتولید کننده های گردابه )

نسبت به جریان ورودی دارند و عمود بر کانال نصب میگردند بشکلی که باعث تولید گردابه

هایی انتهایی می شوند

تولید کننده های گردابه مقداری از مومنتوم جریان اصلی را به حالت چرخش در می آورند

جریان با مومنتوم باال از جریان آزاد به سمت دیواره و الیه مرزی حرکت کرده و باعث افزایش

افزایش مومنتوم روی دیواره مومنتوم الیه مرزی می شود با

جدایش از بین میرود یا به تاخیر می افتد این سیستم در زیرمجموعه سیستم های غیر فعال

قرار میگیرد

پارامتر های مهم تولید کننده گردابه شامل شکل مقطع پروفیل وتر زاویه نصب و ارتفاع آن با

در نظر گرفتن ضخامت الیه مرزی می باشد

( Slat پیش بال )2-1-2

1شکل شماره

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

صفحه9 هواپیما گفته می شود پیش بالبال یک 8لبه حمله در آیرودینامیکیبه سطح کوچک

متحرکی بر روی لبه حمله بال است که با بازشدن آن شکافی بین صفحه و لبه بال ایجاد

زاویه حملهمی شود و هوا به آرامی از زیر به روی بال حرکت می کند زمانی که پیش بال باز شود

لبه حمله هم گفتهبرآافزایبال باالتر است به پیش بال هواز ه زه هوایی شهپر حمله و

شده است

8 Leading edge9 Slat

2شکل شماره

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

معرفی برخی روش های فعال2-2

دمش و مکش2-2-1

یکی از روش های کنترل پیشرفت الیه مرزی استفاده تکنیک دمش و مکش می باشد بگونه ای

که دمش دور از لبه حمله با زاویه دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه حمله ضریب

برآ را افزایش می دهد همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر

تأثیر بهتري بر افزایش ضریب برآ دارد

3شکل شماره

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

استفاده از سیلندر چرخان2-2-2

کنترل جریان حول سیلندر چرخان نیز تاثیر قابل مالحظه اي بر عملکرد هواپیما می گذارد هر

چه سرعت خطی سیلندر بیشتر از سرعت جریان آزاد باشد ضریب پسا کاهش و ضریب برآ

افزایش می ییابد

معرفی روش الکتروهیدرودینامیک 3

یکی از روش هاي نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرك الکتروهیدرودینامیک است

که به وسیله تزریق مومنتم به الیه مرزي سبب جلوگیري از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب

بازدارندگی می شود

4شکل شماره

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

در این پدیده با انتقال مومنتوم به جریان اولیه سیال و برهم زدن الگوی آن توسط گردابه های

ایجاد شده الیه مرزی هیدرودینامیکی تحت تاثیر قرار میگیرد و درنتیجه با به تاخیر انداختن

جدایش الیه مرزی و کاهش حجم گردابه های پشت جسم ضریب بازدارندگی کاهش می یابد

باد کرونا3-1

در یک محرک الکتروهیدرو دینامیکی واقع در داخل یک گاز گاز همانند هوا با بر قراری یک

اختالف ولتاژ باال ی الکتریکی بین دو الکترود ) معموال یک الکترود سیمی و سوزنی و الکترود

دیگر صفحه ای می باشد ( در اثر یونیزاسیون در مجاورت الکترود با شعاع کمتر یون های مثبت

ایجاد می شوند که این یون ها در اثر رانده شدن از الکترود تزریق کننده یون ) آند ( بسمت

الکترود جمع کننده ) کاتد ( در اثر نیرو های الکتریکی ) بویژه نیروی های کلمبی ( با ذرات خنثی

یا باد10سیال برخورد کرده و تبادل مومنتوم صورت می پذیرد به این پدیده اصطالحا باد یونی

کرونا گفته می شود

10 Corona wind

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

مکHHانیزم عملکHHرد روش الکتروهیHHدرودینامیک و تHHاثیرات آن بHHر کنHHترل الیHHه3-2

مرزی

بهمنظور بررسی میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ باالي الکتریکی به الکترود تزریق کننده

نشان داده شده است همان گونه که7 و6توزیع پتانسیل و چگالی بار الکتریکی در شکل هاي

مشخص است پتانسیل الکتریکی در نزدیکی الکترود تزریق کننده داراي مقدار بیشینه می باشد

و با نزدیک شدن به سطح الکترود جمع کننده از مقدار آن کاسته می شود از طرفی دیگر مقدار

می باشد و با فاصلهcm 300077چگالی بار الکتریکی نیز بر روي الکترود تزریق کننده برابر

گرفتن از سطح الکترود تزریق کننده چگالی بار الکتریکی کاهش می یابد بنابراین طبق تعریف

نیروي کولمب حاصل از اعمال میدان الکتریکی در مجاورت الکترود تزریق کننده بیشتر است و

در اثر یونیزاسیون سیال دي انتظار می رود جریان ثانویه تولیدي

داراي قدرت بیشتري باشد در الکتریک در زیر الکترود تزریق کننده

نتیجه تغییر در مکان قرارگیري و ولتاژ اعمالی می تواند در کنترل گردابه هاي ناشی از جدایش

بر روي سطح و کاهش ضریب بازدارندگی نقش مهمی را ایفا نماید

5شکل شماره

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

نشان داده9 بر میدان جریان خطوط جریان در سه حالت در شکل EHDبه منظور تاثیر پدیده

الف به وضوح مشاهده می شود بدون حضور میدان9شده است همان گونه که در شکل

الکتریکی با کاهش سرعت و افزایش فشار جریان در طول سطح باالیی بالواره پدیده جدایش

ب با اعمال میدان9شکل رخ می دهد درx=006mدر نزدیکی

گردابه هاي ایجاد شده حاصل از جریان ثانویه1cmالکتریکی به الکترود تزریق کننده در ارتفاع

باعث به وجود آمدن اختالط در الیه مرزي نزدیک سطح باالیی بالواره می شود و همان گونه که

کاهش می یابد اما155در قسمت قبل نشان داده شده است ضریب بازدارندگی به میزان

تاثیري در به تاخیر انداختن جدایش جریان ندارد از سویی دیگر با کاهش فاصله الکترود تزریق

جدایش جریان به کلی از بین می رود و میدان الکتریکیh=01cmکننده و الکترود جمع کننده

ج نشان داده شده9تاثیر بسزایی بر تاخیر محل جدایش می گذارد که این موضوع در شکل

9است

Electrical potentialcharge density

7شکل شماره 6شکل شماره

V=0kv H=1cm

V=15kv H=1cm

9شکل شماره الف

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

جمع بندی 4

می زمانی که الکترود تزریق کننده به نزدیک بالواره حمله لبه

Xle01mشود از تاثیر محرك الکتروهیدرودینامیک کاسته می شود و اگر مکان الکترود در

درجه افزایش می یابد 15باشد ضریب بازدارندگی براي زاویه حمله

با افزایش ولتاژ اعمالی الگوي جریان بهصورت چشمگیري متاثر از اعمال میدان

الکتریکی می شود و در نتیجه تاثیر آن بر ضریب فشار و ضریب بازدارندگی افزایش می

یابد

V=15kv H=01cm

ب9شکل شماره

ج9شکل شماره

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

زمانی که الکترود تزریق کننده در نزدیکی محل جدایش قرار گیرد ضریب بازدارندگی

بیشتر می شود EHDکاهش و بنابراین کارایی محرك

با افزایش زاویه حمله در ولتاژ اعمالی ثابت و در مکان مشخص قرارگیري الکترود تزریق

در کاهش ضریب بازدارندگی کمتر می شود EHDکننده تاثیر محرك

با کاهش فاصله الکترود تزریق کننده و الکترود جمع کننده تزریق مومنتم به الیه مرزي

افزایش یافته و جدایش جریان با چسبیدن خطوط جریان به سطح بالواره به تاخیر می

افتد

مراجع

[1] L Zhao K Adamiak Numerical simulation of the electrohydrodynamic flow in a single wire plate electrostatic precipitator IEEE Transactions on Industry Applications Vol 44 pp 683-691 2008

[2] Y Tada A Takimoto D Ueda Y Hayashi Heat Transfer Enhancement a Convective Field with Corona Discharge Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B pp 217-228 1991

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)

[3] K T Hyun C H Chun The wake flow control behind a circular cylinder using ion wind Experiments in Fluids Vol 35 pp 541-552 2003

[4] L Leger E Moreau G Artana G Touchard Influence of a DC corona discharge on the airflow along an inclined fat plate Journal of Electrostatics Vol 51-52 pp 300-306 2001

[5] S Roberto A Guillermo Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators Electrostatics Vol 64 pp 604-610 2006

[6] E Esmaeilzadeh M Aghazeinali Numerical investigation of flow around cirular cylinder affacted by an electrohydrodynamic flush mounted wireplate actuator Journal of Faculty of Eng Vol 32 No 2 2006 (in persian)[7] Gh Tathiri E Esmaeilzadeh The effect of EHD phenomenon on the control of sheet boundary layer over a cylinder using two electrode wires and two attached tape electrodes to the surface of the cylinder International Journal of Engineering Vol 19 No 3 pp 51-60 2008 (in persian)

[8] A Salmasi A Shadaram M Mirzaei A Sh Taleghani Numerical and experimental investigation on the effect of a plasma actuator on NLF0414 airfoilrsquos efficiency after the stall Modares Mechanical Engineerin Vol 12 No 6 pp 104-116 2013 (in persian)

[9] Seyed Saeed Hoseininezhad Nima Amanifard Hamed Mohaddes Deylami Farid Dolati Numerical study of 1049552low characteristics around a NACA 4412 asymmetric airfoil under the influence of electric field Modares Mechanical Engineerin2014(in Persian)