Numerical Investigation of NACA-0015 Airfoil Performance Using ANSYS:  A Detailed Study of Lift, Drag, and Stall Characteristics

Salem Fathi Elsheltat; Abdulbaset Ahmed Alshara; Ali Alhussain  Altaweel; Eman Abdulsalam

المؤلفون

Salem Fathi Elsheltat Misurata University https://orcid.org/0000-0002-8459-9078
Abdulbaset Ahmed Alshara Faculty of Medical Technology-Misurata
Ali Alhussain Altaweel Misurata University
Eman Abdulsalam Misurata University

الكلمات المفتاحية:

Angle of attack، Computational Fluid ، Dynamics، Lift and drag

الملخص

تهدف هذه الورقة إلى تحليل الأداء الديناميكي الهوائي لشفرات الجنيح ((NACA-0015، مع التركيز على كيفية تأثير تغيير زاوية الهجوم على خصائص الرفع والسحب والانهيار. يعد تصميم جناح الطائرة أمرًا حاسمًا لتحقيق أقصى قدر من الرفع مع تقليل السحب، وهذان العاملان يتم تنظيمهما من خلال ضبط زاوية الهجوم أثناء الطيران. لاستكشاف هذه الديناميكيات، يتم استخدام تحليل ديناميكيات الموائع الحسابية باستخدام برنامج الأنسيس لمحاكاة تدفق الموائع حول الجنيح. يتم تصميم هندسة الجنيح، التي يبلغ طول وترها 0.06 مترًا ومدى 0.25 مترًا، باستخدام أداة النمذجة الحاسوبية و تُجرى محاكيات (CFD) باستخدام نموذج الاضطراب (Realizable k-epsilon)، حيث يتم تحليل زوايا الهجوم التي تتراوح من 0° إلى 18° تحت أرقام رينولدز منخفضة تتراوح بين 6×10⁴ و 1.6×10⁵. من خلال هذا النهج الشامل، توفر الدراسة فهمًا أعمق لخصائص التدفق حول الجنيح ، ويساهم في المعرفة الأوسع بأداء الأجنحة في تطبيقات الطيران.

السيرة الشخصية للمؤلف

Salem Fathi Elsheltat، Misurata University

Dr. Salem Fathi Elsheltat is a lecturer in the Department of Mechanical Engineering at Misurata University. He holds a Ph.D. in Tribology from Cardiff University, UK, a MSc in Mechanical Engineering from the University of Bridgeport, USA, and a BSc in Mechanical Engineering from Misurata University, Libya. Dr. Salem’s research interests focus on applied mechanics and biomedical engineering

المراجع

Akram, Md Tausif, and Man-Hoe Kim. 2021. “CFD Analysis and Shape Optimization of Airfoils Using Class Shape Transformation and Genetic Algorithm—Part I.” Applied Sciences 11 (9): 3791-. https://doi.org/10.3390/app11093791.

ANSYS. 2018. “Ansys Fluent | Fluid Simulation Software.” 2018. https://www.ansys.com/products/fluids/ansys-fluent.

Cengel, Yunus A., and Robert H. Turner. 2004. Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences. 2nd edition. Boston: McGraw-Hill Science/Engineering/Math.

Costes, M., V. Gleize, J. Szydlowski, L. Sankar, G. Guzel, and M. Rhee. 2005. “Grid Sensitivity Study for the Turbulent Viscous Flow around a NACA0015 Airfoil at Stall.” http://hdl.handle.net/20.500.11881/1261.

El Maani, R., B. Radi, and A. El Hami. 2018. “CFD Analysis of the Transonic Flow over a NACA 0012 Airfoil.” Incertitudes et Fiabilité Des Systèmes Multiphysiques 2 (2). https://doi.org/10.21494/ISTE.OP.2018.0307.

FAA. 2023. “Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge | Federal Aviation Administration.” 2023. https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/phak.

John D, Anderson. 2017. Fundamentals of Aerodynamics. 6th ed. McGraw-Hill Education. https://www.amazon.com/Fundamentals-Aerodynamics-John-Anderson-Jr/dp/1259129918.

John D. Anderson Jr. 1995. Computational Fluid Dynamics: The Basics With Applications. International Ed edition. New York: McGraw-Hill.

Khalid, Mirza Haseeb. 2022. “CFD Analysis of NACA 0012 Aerofoil to Investigate the Effect of Increasing Angle of Attack on Coefficient of Lift and Coefficient of Drag.” Journal of Studies in Science and Engineering 2 (1): 74–86. https://doi.org/10.53898/josse2022216.

Rasal, Sandesh K., and Rohan R Katwate. 2017. “EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF LIFT & DRAG PERFORMANCE OF NACA0012 WIND TURBINE AEROFOIL.” IJATES 5 (4): 594–99.

Raymer, Daniel P. 1992. Aircraft Design: A Conceptual Approach. 2nd Printing edition. Washington, D.C: Amer Inst of Aeronautics &.

Rubel, Robiul Islam, Md K. Uddin, Md Zahidul Islam, and Md Rokunuzzaman. 2016. “Comparison of Aerodynamics Characteristics of NACA 0015 & NACA 4415.” Preprints. https://doi.org/10.20944/preprints201610.0095.v1.

Teruna, Christopher, Francesco Avallone, Damiano Casalino, and Daniele Ragni. 2021. “Numerical Investigation of Leading Edge Noise Reduction on a Rod-Airfoil ConfigurationUsing Porous Materials and Serrations.” Journal of Sound and Vibration 494:115880-. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2020.115880.

Uddin, Md, Md Islam, Md Rokunuzzaman, and Robiul Islam Rubel. 2015. “Experimental and Numerical Measurement of Lift and Drag Force of NACA 0015 Aerofoil Blade.” In . Bangladesh: RUET, Dept. of Mechanical Engineering. http://103.99.128.10:8080/xmlui/handle/123456789/236.

Uddin, S. M. Nasim, Mohammad Rejaul Haque, M. Merajul Haque, Md. Fazlay Alam, and Abu Hamja. 2024. “Numerical Investigation of the Enhancement of the Aerodynamic Performance for Newly Modified Blended Airfoils Utilizing S809, S829, and NACA 2412 Baseline Shapes.” Arabian Journal for Science and Engineering 49 (2): 2233–48. https://doi.org/10.1007/s13369-023-08180-2.