การคำนวณชั้นชิดผิวแบบลามินาร์บนผิวแพนอากาศ

บทคัดย่อ

การประเมินคุณลักษณะเฉพาะทางอากาศพลศาสตร์ของแพนอากาศกระทำได้โดยในขั้นต้นจะใช้วิธีตาข่ายแบบสองมิติแต่ทว่าผลลัพธ์ที่ได้ยังมีค่าความผิดพลาดอยู่มากโดยเฉพาะอย่างยิ่งผลที่ได้ในย่านมุมปะทะค่าสูง ทั้งนี้มีสาเหตุเพราะวิธีตาข่ายแบบสองมิติจะพิจารณาให้การไหลเป็นแบบไร้ความหนืด ซึ่งต่างกับการไหลแท้จริงที่เป็นแบบหนืด ดังนั้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นการประเมินคุณลักษณะเฉพาะทางอากาศพลศาสตร์ของแพนอากาศจึงต้องคำนึงถึงผลจากความหนืดด้วยวิธี ๆ หนึ่งที่ใช้กับงานนี้ได้คือการประยุกต์ใช้สมการชั้นชิดผิว ในบทความนี้จะประยุกต์ใช้สมการชั้นชิดผิวช่วยประมาณค่าตัวแปรภายในชั้นชิดผิวแบบลามินาร์ซึ่งเป็นชั้นชิดผิวชั้นแรกสุดของการไหลชนิดไร้การอัดตัวบนผิวแพนอากาศ ที่เริ่มต้นจากจุดชงักงันไปจนถึงจุดเปลี่ยนผ่านในอันดับแรกการหาผลเฉลยของสมการชั้นชิดผิวจะใช้วิธีผลต่างสืบเนื่องชนิดที่ขึ้นอยู่กับสมการเชิงอนุพันธ์อันดับที่สองสร้างระบบสมการกึ่งเชิงเส้นเพื่อหาค่าโปรไฟล์ความเร็วภายในชั้นชิดผิวเสร็จแล้วจึงหาค่าตัวแปรค่าต่าง ๆ เช่น ความหนาระยะกระจัด ค่าปัจจัยรูปร่าง ความหนาโมเมนตัม และสัมประสิทธิ์ความหนืดที่ผิวโดยกำหนดให้การไหลมีเลขเรย์โนลด์ต่ำ ไหลผ่านแพนอากาศ NACA 0012 และใช้การกระจายความเร็วที่ขอบชั้นชิดผิวที่ได้จากวิธีตาข่ายสองมิติ เมื่อทำการเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้กับค่า ๆ เดียวกันที่ได้จากเอกสารอ้างอิงพบว่าเป็นไปในทิศทางเดียวกันโดยมีความแตกต่างกันไม่มากนัก