Publication: Effective implementation of the microblowing technique on airfoils
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Zohary, Aideal Czar | en_US |
dc.contributor.supervisor | Waqar Asrar, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Erwin Sulaeman, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mohammed Aldheeb, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:17:52Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:17:52Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | The Micro Blowing Technique (MBT) which has been proven by NASA to reduce skin friction drag on a flat plate by up to 70 to 80 percent in the subsonic speed regime, outperforms the conventional blowing by means of adopting micro holes to ensure the introduction of minimal effective roughness. Past researchers have failed to effectively apply MBT on airfoils. The aim of this study is to ensure reduction in both components of drag on an airfoil in subsonic flows through investigating proper selection of airfoils and strategic blowing placement. Based on a detailed in-depth analysis of their work and reasons for earlier failures, a conclusion has been reached that MBT performs well on concave pressure-recovery type of airfoils when positioned in the positive pressure drag region on the lower surface near the trailing edge. The S1223 airfoil that has a sufficient extent of this region while featuring high-lift properties and mild stall characteristics makes it an excellent candidate for effective MBT applications and UAV design. Demonstrated evidence through numerical investigation showed that a proper implementation of MBT on a S1223 airfoil improves its lift-to drag ratio by 30%. A simple and effective CFD modelling of MBT on a Clark Y airfoil shows trends similar to published experimental data involving hot wire and wake pressure measurements. Results consist of the effect of Reynolds number, blowing fraction and contribution of individual drag components to aid understanding on how MBT influences the overall flow and drag. The CFD results are also validated against XFOIL. The findings indicate that total drag reduction is heavily dependent in the manner in which MBT affects the pressure distribution around the airfoil. A proper selection of the region in which micro blowing is located will lead to a significant reduction in pressure drag. At a Reynolds number of 0.3 x 106, drop in skin friction drag reached almost 5% while reduction in pressure drag is about 37.5% across a range of angles of attack when having MBT applied at 0.68-0.80 x/c. It is concluded that the integration of properly located MBT on concave pressure-recovery type of airfoils should produce significant improvement in their performance. | en_US |
dc.description.abstractarabic | تقنية النفخ الدقيق (MBT) التي أثبتتها وكالة ناسا لتقليل مقاومة الاحتكاك السطحي على لوحة مسطحة بنسبة تصل من 70 إلى 80 بالمائة في عند سرعة دون سرعة الصوت ، تتفوق على النفخ التقليدي من خلال اعتماد ثقوب دقيقة لضمان الحد من خشونة السطح. فشل الباحثون السابقون في تطبيق MBT بفعالية على الجنيحات. ومع ذلك ، بناءً على تحليل تفصيلي متعمق لعملهم و في أسباب الفشل السابق ، توصلنا إلى إستنتاج مفاده أن MBT تؤدي أداءً جيدًا في نوع الجنيحات المقعرة لاستعادة الضغط عند وضعها في منطقة سحب الضغط الإيجابي على السطح السفلي بالقرب من نهاية الحافه الخلفيه. الجنيح S1223 الذي يتمتع بمساحة كافية من هذه المنطقة مع خصائص الرفع العالي وخصائص زاوية انهيار خفيفة يجعله مرشحًا ممتازاً لتطبيقات MBT الفعالة وتصميم الطائرات بدون طيار. أظهرت الأدلة التي تم إثباتها من خلال التحقيق العددي أن التنفيذ المناسب لـ MBT على الجنيح S1223 يحسن نسبة الرفع إلى القوة العكسيه بنسبة 30٪. تُظهر نمذجة CFD البسيطة والفعالة لـ MBT على جناح كلارك Y اتجاهات مشابهة للبيانات التجريبية المنشورة التي تتضمن القياسات باستخدام السلك الساخن و قياس الضغط خلف الجنيح. تتضمن النتائج تأثير رقم رينولدز وجزء النفخ ومساهمة مكونات القوة العكسيه الفردية للمساعدة في فهم كيفية تأثير MBT على التدفق العام والقوة العكسية. يتم التحقق من صحة نتائج CFD أيضًا مقابل نتائج XFOIL. تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن تقليل القوة العكسيه الكلي يعتمد بشكل كبير على الطريقة التي تؤثر بها MBT على توزيع الضغط حول الجنيح. سيؤدي التحديد المناسب للمنطقة التي يقع فيها النفخ الدقيق إلى انخفاض كبير في مقاومة الضغط. عند رقم رينولدز 300000، وصل الانخفاض في مقاومة الاحتكاك السطحي إلى ما يقرب من 5٪ بينما يكون تقليل مقاومة الضغط حوالي 37.5٪ عبر مجموعة من زوايا الهجوم عند تطبيق MBT عند مسافة نسبتهها الى طول الجنيح (x/c) 0.68-0.80. نستنتج أن أستخدام MBT بشكل صحيح على نوع الجنيحات المقعرة لاستعادة الضغط يجب أن ينتج عنه تحسن كبير في أدائها. | en_US |
dc.description.callnumber | t TL 574 A4 Z64 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Effective implementation of the microblowing technique on airfoils /by Aideal Czar Zohary | en_US |
dc.description.identity | t11100393599AidealCzarZohary | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSMCT)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvi, 100 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Mechanical Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7097 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Aerofoils | en_US |
dc.subject.lcsh | Aerofoils -- Aerodynamics | en_US |
dc.title | Effective implementation of the microblowing technique on airfoils | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1