Improving aerodynamic control strategies for low Reynolds number airfoils

改进低雷诺数翼型的气动控制策略

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2022-03071
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.84万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Standard airfoil profiles are designed for optimal aerodynamic performance at high speed based on the Reynolds number, a ratio of flow inertia and fluid viscosity. For example, a Boeing 747 operates at a Reynolds number of approximately 80 million while an insect might have a Reynolds number of roughly 1000. Operating airfoils at low Reynolds number (below one million) is of interest in many engineering applications including low-speed unmanned aerial vehicles, wind turbines, and low-speed/high-altitude aircraft; however, airfoil performance is significantly reduced. For wind turbine installation in most of Ontario, this is a concern as there are limited locations with high enough wind speeds to produce power. Flow separation on airfoils, the detachment of the boundary layer from a surface into a wake, is particularly prevalent at low Reynolds numbers due to the interaction of the laminar boundary layer on the suction surface where flow pressure increases in the flow direction (an adverse pressure gradient). The momentum contained in the boundary layer is often unable to withstand the forces imposed by the adverse pressure gradient, which causes the flow to separate. The use of periodic excitation, i.e., active flow control, applied locally at the surface to mitigate flow separation and restore the aerodynamic performance of stalled airfoils is a technique that has been applied with varying degrees of success for several years. Because these devices are flat to the airfoil surface, no geometric drag is introduced. Since 2005, our lab has been studying the synthetic jet actuator (SJA) as a candidate control method. The SJA has a vibrating diaphragm mounted in a cavity with an orifice/slot leading to the surface where control is desired. Deformation of the diaphragm causes the working fluid to be alternately ingested and expelled by the cavity, thereby adding momentum (but not mass) to the flow. The main difficulties faced with this technology and, particularly the approach proposed here, is that despite the relat
标准的机翼轮廓设计为基于雷诺数,流量惯性和流体粘度的比例,可在高速下以高速空气动力性能。例如,波音747的雷诺数量约为8000万,而昆虫的雷诺数可能大约为1000。在低雷诺数下的操作机翼数量(低于100万)(低于100万)是在许多工程应用中感兴趣的,包括低速无人驾驶汽车,无人机/高速/高速涡轮,高速涡轮和高空飞行器,但是,机翼性能大大降低。对于安大略省大部分地区的风力涡轮机安装,这是一个令人担忧的问题,因为在有限的位置有足够高的风速以产生动力。在机翼上的流动分离,边界层从表面向唤醒的脱离,在雷诺数低的雷诺数下尤为普遍,因为吸气表面上的层层边界层相互作用,其中流动压力在流动方向上增加(不良压力梯度)。边界层中包含的动量通常无法承受不利压力梯度施加的力,这会导致流动分离。使用周期性激发,即主动流控制,在局部在表面上应用,以减轻流动分离并恢复失速机翼的空气动力学性能,是一种已在多年成功的程度上应用的技术。由于这些设备平坦至机翼表面,因此没有引入几何阻力。自2005年以来,我们的实验室一直在研究合成射流执行器(SJA)作为候选控制方法。 SJA的振动膜片安装在腔体中,孔/槽通向需要控制的表面。隔膜的变形导致工作流体交替地被腔摄入和排出,从而在流动中增加动量(但不质量)。 这项技术面临的主要困难,尤其是这里提出的方法是,尽管有关系

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sullivan, Pierre其他文献

A Piezoactuated Droplet-Dispensing Microfluidic Chip
  • DOI:
    10.1109/jmems.2009.2036866
  • 发表时间:
    2010-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Ahamed, Mohammed Jalal;Gubarenko, Sergey I.;Sullivan, Pierre
  • 通讯作者:
    Sullivan, Pierre

Sullivan, Pierre的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Sullivan, Pierre', 18)}}的其他基金

Microfluidic tools for improved sensing and dispensing
用于改进传感和分配的微流体工具
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06189
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Microfluidic tools for improved sensing and dispensing
用于改进传感和分配的微流体工具
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06189
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Hot water distribution improvement for multi-resident buildings
改善多住户建筑的热水分配
  • 批准号:
    528389-2018
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Microfluidic tools for improved sensing and dispensing
用于改进传感和分配的微流体工具
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06189
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Hot water distribution improvement for multi-resident buildings
改善多住户建筑的热水分配
  • 批准号:
    528389-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Improvement of experimental capabilities in aerodynamic control
气动控制实验能力提升
  • 批准号:
    RTI-2019-00323
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Research Tools and Instruments
Microfluidic tools for improved sensing and dispensing
用于改进传感和分配的微流体工具
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06189
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Pressure Transducers for High Temperature Environments
适用于高温环境的压力传感器
  • 批准号:
    519908-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Microfluidic tools for improved sensing and dispensing
用于改进传感和分配的微流体工具
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06189
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Miniaturized particle sizer for field application
适合现场应用的小型粒度仪
  • 批准号:
    469719-2014
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants

相似国自然基金

等离子体合成射流对汽车尾流分离剪切层的作用机理及控制策略
  • 批准号:
    52302466
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于新型等离子体激励器的流动分离控制优化及机理的实验研究
  • 批准号:
    12002110
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于等离子体气动激励的汽车标准模型尾部流场控制机理研究
  • 批准号:
    11902336
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
昆虫飞行的反馈控制机理实验研究
  • 批准号:
    11672028
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
低雷诺数小展弦比机翼在大迎角下自诱导滚转振动控制的实验研究
  • 批准号:
    11502012
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Plasma-assisted aerodynamic control around external nozzle with combustion in high-speed air
外部喷嘴周围的等离子体辅助空气动力学控制,在高速空气中燃烧
  • 批准号:
    23H01611
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Distributed Electric Propulsion For Aerodynamic Efficiency and Control
用于提高空气动力效率和控制的分布式电力推进
  • 批准号:
    571051-2021
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Aerodynamic drag reduction, from science to control strategies in aerospace and sport
空气动力减阻,从科学到航空航天和体育运动的控制策略
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05860
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Distributed Electric Propulsion For Aerodynamic Efficiency and Control
用于提高空气动力效率和控制的分布式电力推进
  • 批准号:
    573045-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
High Fidelity Dynamic Aeroelasticity Response Analysis and Active Vibration Attenuation and Control of High Precision Ground Antennas Subject to Aerodynamic Gust
气动阵风作用下高精度地面天线的高保真动态气动弹性响应分析及主动减振与控制
  • 批准号:
    530880-2018
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.84万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了