Comparaison entre le profil NACA 4415 et des profils aérodynamiques modifiés de type KFM pour améliorer les performances aérodynamiques

Abstract

Résumé Les profils aérodynamiques jouent un rôle crucial dans la conception d'aéronefs et d'autres dispositifs aérodynamiques, comprendre leurs performances est essentiel pour optimiser la stabilité et améliorer l'efficacité. Le présent travail est consacré à l'évaluation des performances aérodynamiques du profil NACA 4415 par rapport à quatre profils étagés de type KFM; dans cette optique, on réalise une étude comparative entre ces profils en termes de portance, traînée, coefficients aérodynamiques, rapport portance sur traînée, stabilité et efficacité globale. Une étude de simulation numérique 2D des écoulements autour d'un profil classique NACA 4415 et des profils modifiés (KFM, KFM-1, KFM-2 et KFM-3) basée sur la résolution des équations de Navier-Stokes, en utilisant le code Ansys Fluent et le modèle de turbulence à deux équation K-0 SST. Les résultats de cette étude obtenus sont proches à ceux des résultats expérimentaux, ainsi que des résultats d'autres travaux précédents. Nous avons également pris en compte l'effet du nombre de Reynolds, modification de la géométrie, angle d'incidence sur les performances aérodynamiques des profils.

Abstract Airfoils play a crucial role in the design of aircraft and other aerodynamic devices, and understanding their performance is essential for optimizing stability and improving efficiency. The present work is devoted to evaluating the aerodynamic performance of the NACA 4415 airfoil against four KFM-type stepped airfoils; to this end, a comparative study is carried out between these airfoils in terms of lift, drag, aerodynamic coefficients, lift-to-drag ratio, stability and overall efficiency. A 2D numerical simulation study of flows around a conventional NACA 4415 airfoil and modified airfoils (KFM, KFM-1, KFM-2 and KFM-3) based on the solution of the Navier-Stokes equations, using the Ansys Fluent code and the K- o SST two-equation turbulence model. The results obtained from this study are close to those of the experimental results, as well as to the results of other previous work. We have also taken into account the effect of Reynolds number, geometry modification and angle of incidence on airfoil aerodynamic performance. ملخص تلعب الملامح الديناميكية للتيار الهوائي دورًا حاسما في تصميم الطائرات والأجهزة الأخرى ذات الصلة بالديناميكية الهوائية. ان فهم أداء هذه الملامح أمر ضروري لتحسين الاستقرار وزيادة الكفاءة. يُخصص هذا البحث لتقييم الأداء الديناميكي لملامح تصميم تقليدي مقابل أربعة ملامح طبقية من نوع اخر لإجراء دراسة مقارنة بين هذه الملامح من حيث الرفع والمقاومة ومعاملات الديناميكا الهوائية ونسبة الرفع إلى المقاومة والاستقرار والكفاءة الشاملة. تم إجراء دراسة محاكاة عددية ثنائية الأبعاد لتدفقات حول الملامح الكلاسيكية 4415 NACA وملامح KFM المعدلة و 1-KFMو 2-KFMو 3-KFMبناء على حل معادلات نافييه ستوکس باستخدام برنامج Ansys Fluent ونموذج الاضطراب بمعادلتي K- SST اظهرت نتائج هذه الدراسة تقاربا مع نتائج التجارب ونتائج الأبحاث السابقة. تم أيضا مراعاة تأثير عدد رينولدز وتعديل الهندسة وزاوية الهجوم على الأداء الديناميكي للملامح.