Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Computional simulation of flow around high-lift low Reynolds number airfoil

Jakub Krzysztof Kazimierowski

Abstract

This thesis presents computional simulation of flow around SELIG 1223 airfoil for Reynolds number eqauls 200 000. This airfoil is member of high-lift airfoils breed designed and tested by Michael S. Selig and james J. Guglielmo in “High-Lift Low Reynolds Number Airfoil Design” in 1997. Beginning of this thesis presents a genesis of the work and describes the referential wind tunnel experiment that was performed by Michael S. Selig and James J. Guglielmo within their study of high-lift airfoils. This part covers the subject of flows with low Reynolds number, which are marked by a hard to simulate laminar-turbulent transition. Next parts of the thesis concern description of computer programs used to simulate the flow around the airfoil, which are XFLR 5 and ANSYS Fluent. There are presented mathematical models used by computer programs, which are used to describe a motion of fluid substances. This thesis show the formula for modelling of a boundry layer and a turbulance in the fluid flow for each turbulance model, includnig popular k-ω and k-ε models. It is shown a process of creating a geometry and a discretization of a computional space. In both computer programs symulations of flow around the airfoil were performed for range of angle attack from -6⁰ to 20⁰. During each simulation the lift and drag coefficients were saved. Results of all computional simulations were compared on figures of aerodynamic coefficeints and lift-to-drag ratio. The validation of results of computional symulation is data aquired during referential wind tunnel experiment. That allows to chose the best computer program and turbulence model for simulation of low Reynolds number flow around airfoil.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Jakub Krzysztof Kazimierowski (FPAE) Jakub Krzysztof Kazimierowski,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Symulacja komputerowa opływu wysokonośnego profilu aerodynamicznego dla niskich liczb Reynoldsa
Supervisor
Michał Remer (FPAE/IAAM) Michał Remer,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka (Aerospace Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
08-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
46
Internal identifier
MEL; PD-5031
Reviewers
Michał Remer (FPAE/IAAM) Michał Remer,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Janusz Piechna (FPAE/IAAM) Janusz Piechna,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
CFD, symulacja komputerowa, wysokonośny profil aerodynamiczny, XFLR 5, ANSYS Fluent, liczba Reynoldsa, warstwa przyścienna, opływ turbulentny, własności aerodynamiczne, przejście laminarno – turbulentne, SAE Aero Design, samolot bezzałogowy
Keywords in English
CFD, computional simulation, high – lift airfoil, XFLR 5, ANSYS Fluent, Reynolds number, boundry layer, turbulent flow, aerodynamic coefficetns, laminar – turbulent transition, SAE Aero Design, unmanned aircraft
Abstract in Polish
W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki symulacji komputerowych opływu profilu aerodynamicznego SELIG 1223 dla liczby Reynoldsa równej 200 000. Profil ten należy do rodziny profili wysokonośnych zaprojektowanych i zbadanych przez Michaela S. Seliga oraz Jamesa J. Guglielma w ramach pracy „High-Lift Low Reynolds Nuber Airfoil Design” w 1997r. Na początku opisano genezę powstania niniejszej pracy oraz zaprezentowano i opisano referencyjne badanie tunelowe wykonane przez Michaela S Seliga oraz Jamesa J. Guglielma w ramach ww. pracy, dotyczącej wysokonośnych profili aerodynamicznych. W tej części poruszono również problem opływu z niskimi liczbami Reynoldsa charakteryzujący się, trudnym do zasymulowania, przejściem laminarno-turbulentnym. W kolejnych częściach pracy przedstawiono programy komputerowe, XFLR5 oraz ANYS Fluent, wykorzystane do wykonania symulacji opływu profilu. Zaprezentowano również modele matematyczne, którymi posługują się programy do opisania równań ruchu płynu. W pracy pokazano sposób modelowania warstwy przyściennej oraz turbulencji w opływie z wykorzystaniem różnych modeli turbulencji, m.in. popularne modele k-ω czy k-ε. Dla obydwu użytych programów zaprezentowano proces tworzenia geometrii i dyskretyzacji obszaru obliczeniowego. Dla każdego programu i modelu obliczeniowego wykonano symulację opływu profilu dla zakresu kątów od -6⁰ do 20⁰. Podczas każdej symulacji badano wartości współczynników siły nośnej oraz siły oporu w zależności od kąta natarcia. Wyniki wszystkich symulacji porównano przy pomocy wykresów prezentujących współczynniki aerodynamiczne, jak i ich kombinacje w postaci biegunowych i wykresów doskonałości profilu. Wyniki symulacji zostały poddane walidacji na drodze porównania z danymi referencyjnego badania tunelowego, co pozwoliło wybrać program komputerowy i model turbulencji, które najlepiej symulują opływ profilu aerodynamicznego w niskich liczbach Reynoldsa.
File
  • File: 1
    276436_Jakub_Kazimierowski_Symulacja_komputerowa_opływu_wysokonośnego_profilu_aerodynamicznego_dla_niskich_liczb_Reynoldsa.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31416

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT86a3495d83b2453497dcc162925b500f/
URN
urn:pw-repo:WUT86a3495d83b2453497dcc162925b500f

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page