Dikker gemaakt profiel aanpassen voor hogere Reynoldsgetallen

Discussie in 'Aerodynamica' gestart door Berrie, 15 aug 2011.

  1. Berrie

    Berrie Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    9 feb 2004
    Berichten:
    4.482
    Locatie:
    Schoonhoven
    Inleiding:

    Bij lagere Reynolds getallen (<100.000) is het mogelijk het profiel beter te laten presteren door de dikte terug te nemen en het dikste punt naar voren te laten wandelen. Dit is me volgens XFRL5 goed gelukt.

    De vraag:

    Ik heb een MH32 opgedikt naar 13% ivm constructieve redenen. Wat kan je doen om dit profiel bij hogere Reynodsgetallen (>180000) (nog) beter te laten functioneren?

    Dit om te zien of de weerstand bij het vliegen rond kruissnelheid nog wat terug gebracht kan worden.

    Ik heb zo'n vermoeden dat dit wat minder makkelijk gaat dan het verhaaltje van de inleiding......
     
    Laatst bewerkt: 15 aug 2011
  2. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Eerste (flauwe) reactie, maar niet zo bedoeld: het omgekeerde. Dus max welving en max-dikte naar achteren.
    Je kunt ook nog spelen met de neus-radius. 0,1mm verandering heeft indrukwekkende gevolgen.

    Ben benieuwd naar wat anderen gaan antwoorden.

    Is dit ihkv. die 5m kist waar je mee bezig bent?

    Gr. Dirk.
     
  3. Berrie

    Berrie Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    9 feb 2004
    Berichten:
    4.482
    Locatie:
    Schoonhoven
    Met het veranderen van de neusradius heb ik nog niet gexpirementeerd. Ga ik proberen. Al denk ik wel dat hiermee de het profiel kritischer te vliegen wordt, in de zin van, AoA versus Cl/Cd smaller. Dus kritischer op de te vliegen snelheid, minder marge voor te hard of te langzaam vliegen.

    Ik ook ;)


    Yep!
     
  4. Ariel

    Ariel PH-SAM

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.821
    Locatie:
    Hoorn NH
    Wil je dat de profielweerstand minder wordt bij een onveranderde profieldikte kan je het volgende doen:

    1. Welving verminderen zal wel geen optie zijn i.v.m. lift.
    Welving verder naar voor maakt het profiel minder overtrek gevoelig. Creëert wel sterkere wervels bij snel vliegen dus meer weerstand.
    Welving verder naar achter houd de stroming aan het oppervlak langer laminair.
    Bovenste bochel niet te rond maken.

    2. Grootste dikte verder naar voor heeft bijna geen voordeel en creëert een hogere weerstand dan dikte verder naar achter.

    3. profiel met een kleinere neusradius verminderd fors te stromingsweerstand. Beperkt wel de hoek van inval. Dat betekend in de praktijk dat de minimale en maximale snelheden dichter bij elkaar liggen.

    Johannes
     
  5. TheoV

    TheoV

    Lid geworden:
    12 mrt 2006
    Berichten:
    90
    Locatie:
    Geldrop
    Profielberekeningen

    Berrie,
    Als je XFLR berekeningen doet zou ik je aanraden om deze te doen met de optie Re*SQRcl =100000 in plaats van Re = 100000.
    Voor een liftcoefficient van cl=1 komt er dan hetzelfde uit. Maar voor een lagere liftcoefficient reken je dan met een hoger getal van Reynolds. De polaires die je op deze manier berekent zijn direkt toepasbaar voor de analyse van je vliegtuig karakteristiek. (Daalsnelheid versus vliegsnelheid)

    Verder, wat je vraagt is eigenlijk een optimalisatie studie van een profiel met de door jou gewenste dikte. Zelfs al heb je daar ervaring mee, dan is het een moeilijke taak die veel trial en error vergt. Daar kun (of in ieder geval kon) je op afstuderen aan de TU in Delft.
     
  6. Berrie

    Berrie Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    9 feb 2004
    Berichten:
    4.482
    Locatie:
    Schoonhoven
    Type II is idd voor profiel beoordelingen, maar


    Type I (voor een range van Reynolds getallen) gebruik je toch als 'voer' voor het XFRL5 3-D model? Tenminste, dat begrijp ik uit de tutorials.

    Tja, het is ook maar een hobby.... Elke keer dat ik wat probeer leer ik weer een ietsie pietsie bij.
     
    Laatst bewerkt: 16 aug 2011
  7. Berrie

    Berrie Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    9 feb 2004
    Berichten:
    4.482
    Locatie:
    Schoonhoven
    Resultaten

    Hierbij wat resultaten van het "drukken op knoppen"

    De polars. Let op de witte lijn, dat is het originele MH32 profiel. De rode is het naar 13% opgedikte profiel.


    [​IMG]

    Met de wijzigingen heb ik beoogd een betere Cl/Cd te creeren. Dit gaat ten koste van een gunstig overtrek gedrag, maar zoals je aan de witte lijn (originele MH32) ziet is valt de lift (grafiek Cl/Alpha) ook snel weg. Veel sneller als bij het 13% dikke profiel. Dit profiel mag wat inleveren aan stall vriendelijkheid.

    Ik heb eerst het dikste punt verschoven naar 31%. Zomaar om te kijken wat er gebeurt. Toen heb ik de neusradius aangepast.

    Vervolgens de ligging van de welving naar achteren geschoven, en tenslotte het dikste nogmaals opgeschoven, naar 33%.

    Kijk wat er gebeurt:

    Lift versus invalshoek:

    Deze polar is tot een invalshoek van 14° gerunt. Had voor het dikke profiel nog verder gekunt. Je ziet bij het originele MH32 profiel dat deze rap minder lift gaat leveren na goed 10° invals hoek. Daar gaat hij overtrekken.

    [​IMG]

    Cl versus Cd(weerstand)

    De dikkere profielen hebben bij grotere liftcoefficienten dus een duidelijk lagere weerstand.

    Vanaf Cl=1 gaat het originele MH32 sterker meer weerstand krijgen, zo vlak voor de overtrek. Het vliegtuig gaat dus duidelijk langzamer vliegen voordat de overtrek plaats vind. Het opgedikte profiel kan veel meer lift leveren als het dunnere origineel.

    Veel meer lift dan nodig is????

    [​IMG]

    Cl/Cd versus Alpha:

    Bij een invalshoek van circa 4° glijdt het MH32 het best. De piek Cl/Cd is daar op zijn hoogst.

    De dikke profielen glijden minder goed, en ook nog eens bij een hogere invalshoek. Zij glijden het best bij ongeveer 5°.

    Het profiel dat de meeste aanpassingen heeft, bruine lijntje, glijdt ook het best. Levert de minste lift van de drie dikkes, maar nog steeds lift genoeg!?

    [​IMG]

    Graag zou ik jullie gedachten over bovenstaande eens willen weten.

    In de vleugel die ik onder handen heb zitten nog MH32 profielen van 12, 11 en 10%. Om nu te zien hoe een vleugel reageert op de wijzigingen in het 13% dikke profiel wil ik:
    - ff jullie reacties afwachten (als er een slimme aerodynamicus mee kijkt, lach me aub niet uit.....)
    - de wijzigingen in profiel MH32 13% geinterpoleert doorvoeren/verdelen over de verschillende diktes van de andere profielen in de vleugel.
    - Deze dan runnen in een 3D vleugel.
     
    Laatst bewerkt: 16 aug 2011
  8. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Onderzoek van het type "Monkey"? :rolling:

    Dirk.
     
  9. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Berrie,

    Mijn eerste reactie is: dikkere profielen zijn inderdaad in staat om hogere cl's te leveren, Maar "no free shopping", daar lever je wel wat voor in. Dikkere profielen zijn nl. veel Reynolds gevoeliger. De overtrek komt abrubter. En schijnt iets te zijn wat XFoil en Eppler-code nog niet zichtbaar kunnen maken.
    Na deze exercitie weet je wat je aan Cl-max kunt verwachten. Nu moet je gaan kijken wat er met je vliegtuig gebeurt als je dat profiel in de vleugel inbouwd, en op die lokatie tegen die Cl-max aan vliegt. Wat wordt dan de Reynolds-getal bij dat profiel. Dan nog een keer dat profiel binnen Profili onderzoeken met de gevonden Re-waarde. Wat komt daaruit.
    Mogelijk moet je dat 1 of 2 keer herhalen voordat je op betrouwbare resultaten zit.

    Cl-over-Alfa:
    Hogere lift en rustiger overtrekgedrag.
    Op het eerste oog lijkt dat aantrekkelijk.
    Maar wil je de kist als geheel een gunstig overtrekgedrag geven dan zal de Cl-max richting tip groter moeten zijn dan de Cl-max bij de wortel (en daar wilde je toch deze verbetering positioneren?). Dat kun je wel weer teniet doen mbv. tip-verdraaiing, maar dat gaat ten koste van de dynamiek van je kist, m.n. bij de hogere snelheden.

    Cl / cd-grafiek:
    (veel) Meer lift dan nodig is?
    Hangt af van je doelstelling met de kist. Als het doel is de (nagenoeg) ultieme Thermiekkist, dan zou ik zeggen hoe hogere Cl hoe beter. Evt. tip-stall voorkom je dan simpel door tip-verdraaiing. Als alround het doel is, Dan zou ik uitgaan van het tipprofiel (wat werkt dar goed) en van daar uit naar een wortel-profiel toewerken. En dan zorg je ervoor dat de wortel net een fractie eerder overtrekt dan de tip.

    Cl/Cd vs. Alfa:
    Mh32 is inderdaad smalbandig.
    En erg opvallend dat de bruine lijn de beste Cl/Cd haalt én breedbandig is.
    Er zit nog een voordeel aan: omdat hij qua cl-max de laagste van allen is, is met zijn inzet ook de tipstall nog te beheersen zonder al te forse tipverdraaiingen. Dat werkt mee aan die dynamiek (breedbandigheid).

    Kun je hier wat mee?

    Dirk.
     
  10. aurectar

    aurectar

    Lid geworden:
    16 dec 2007
    Berichten:
    2.463
    Locatie:
    Kortrijk
    Parameters

    Bij het bepalen van de dikte profiel zijn er nog andere parameters bepalend.

    o.a. de vleugelopp,de koorde en het gewicht (vleugelbelasting).

    Zware toestellen betekenen dikke profielen.
    Kleine koorden eveneens.

    Grote vleugelopp vragen om smalleprofielen (10% of minder)
    Om maar van het belang van de geometry niet te spreken.
    Vooral dit laatste.

    Het is een kwestie van een concensus.

    Belangrijk is wanneer het geen wedstrijd betreft wel te verstaan, het niet te ver te zoeken.
    Met een gewone clark Y of aanverwante klassiekers kan de doorsnee modelbouwer al al heel wat broodjes bakken, geloof me vrij.
    Lindberg zaliger moest je daarvan niet overtuigen.;)

    Mgv,
    Aurectar
     
    Laatst bewerkt: 19 aug 2011
  11. Berrie

    Berrie Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    9 feb 2004
    Berichten:
    4.482
    Locatie:
    Schoonhoven
    Zo, de aangebrachte wijzigingen hebben niet het gewenste resultaat. Met name de dynamiek van de vleugel lijdt er onder. Het transitiepunt aan de onderzijde van het profiel schuift als een raket naar voren. Hierdoor treed meer weerstand op tijdens de speedvlucht. Dit is bij een snelheid van 22m/s al goed te zien.
    De vleugel daalt wel een tikkie langzamer, maar dat is niet het voornaamste wat ik beoog.

    [​IMG]

    De nieuwe Cl/Cd, van het vliegtuig: Hij glijdt ietsie minder, en wat minder snel.

    [​IMG]

    De Liftverdeling op het punt van beste glijden. Je ziet dat je de vleugelgeometrie aan moet passen als je met profielen heb zitten klooien:

    [​IMG]

    Ook de Lokale lift is niet meer lekker zonder geometrie aan te passen:

    [​IMG]

    Maar als je gas geeft, kijk dan wet er gebeurt met het onderste transitiepunt!:

    [​IMG]

    Zo hoort dat er uit te zien:

    [​IMG]

    Je hebt idd een TU studie nodig om dit te vatten ;)

    [EDIT]

    Ik kan het verhaal van F. Donker Duyvis over zijn Fletcher niet meer vinden!! Dat had ik graag nog eens gelezen!!! Als iemand mij daar in kan voorzien zou dat heel fijn zijn.
     
    Laatst bewerkt: 19 aug 2011
  12. Berrie

    Berrie Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    9 feb 2004
    Berichten:
    4.482
    Locatie:
    Schoonhoven
    Voor de aardigheid dan nog de plaatjes van de huidige versie waarvan ik denk dat deze in de buurt komt van wat ik wil:

    Speedstelling wordt pas interessant vanaf circa 28 m/s. Leuk om mee van bel naar bel te knallen.

    [​IMG]

    Het gunstige snelheidsbereik is dankzij de flaps erg breed:

    [​IMG]

    Lift blijft vrij aardig gelijk, en loopt iets af bij de tips:

    [​IMG]

    Liftverdeling aan de tips iets overelliptisch. Dit zou een vriendelijke vleugel moeten zijn.

    [​IMG]
     
    Laatst bewerkt: 19 aug 2011

Deel Deze Pagina