Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

Numerical investigation of the effect of transverse microgroove locations on the aerodynamic performance of an airfoil at various angles of attack

Articles in Press

Document Type : Original Research Paper

Authors
Mohammad Javad Kahalian 1
Ramin Kamali Moghadam 1
Iman Bahman Jahromi 1
Abdolali Haghiri 2
Hamid Reza Rezaei 2
1 Aerospace Research Institute, Tehran, Iran
2 Department of Technical Engineering, Imam Hossein University
10.22034/jsst.2025.1580
Abstract
In order to investigate the effect of the location of microstructured films on the aerodynamic performance of an airfoil, this paper numerically studies the aerodynamic forces resulting from the placement of V-shaped transverse microgrooves on a NACA 8-H-12 airfoil. To achieve this, microgrooves with a base and height of 150 μm were placed at eight different locations on the surface of an airfoil with a 220 mm chord. Their effects were then investigated at a velocity of 65 m/s and at angles of attack (AoA) of 0 and 4 degrees. The results indicate that the total drag force can either increase or decrease depending on the area and position of the microgrooved film on the airfoil. The maximum drag reduction observed in this study was 4.6%, which occurred with the installation of two 200 mm films at the mid-chord on both the suction and pressure sides of the airfoil at zero AoA. In all cases studied, the trend of increasing pressure drag was found to be the same as the trend of decreasing friction drag. Consequently, the greatest reduction in friction drag led to the largest increase in pressure drag, a behavior that was visible at both AoA. On the other hand, in most cases, the presence of microgrooves has led to an increase in the lift-to-drag ratio.
Keywords
Microstructure
Riblet
Transverse Flow
NACA 8-H-12
Numerical Simulation
Subjects

Article Title Persian

بررسی عددی تاثیر مکان نصب ریزساختارهای عرضی بر عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل در زوایای حمله مختلف

Authors Persian

محمد جواد کحالیان 1
رامین کمالی مقدم 1
ایمان بهمن جهرمی 1
عبدالعلی حقیری 2
حمیدرضا رضایی 2
1 پژوهشگاه هوافضا، تهران، ایران
2 دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
Abstract Persian

این مقاله با هدف بررسی تاثیر مکان نصب فیلم‌های ریزساختار بر عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل، به مطالعه عددی نیروهای آیرودینامیکی حاصل از قرارگیری ریزشیارهای عرضی Vـ شکل بر روی ایرفویل NACA 8-H-12 می‌پردازد. به‌این‌منظور ریزشیارهایی با قاعده و ارتفاع μm 150 در هشت مکان مختلف بر روی سطح ایرفویلی با وتر mm 220 قرار داده شده و اثرات آنها در سرعت m/s 65 و در دو زاویه حمله (AoA) 0 و 4 درجه بررسی گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که نیروی پسای کل می‌تواند بسته به مساحت فیلم دارای ریزشیار و موقعیت آن بر روی ایرفویل، افزایش و یا کاهش یابد. حداکثر کاهش نیروی پسای مشاهده شده در این مطالعه برابر با 6/4% و مربوط به نصب دو فیلم به طول mm 200 در میانه وتر و در سمت مکش و فشار ایرفویل با زاویه حمله صفر درجه می‌باشد. در تمام حالت‌های مورد مطالعه روند افزایش نیروی پسای فشاری با روند کاهش نیروی پسای اصطکاکی یکسان است؛ در نتیجه حالتی با بیشترین کاهش در نیروی پسای اصطکاکی، بیشترین افزایش در نیروی پسای فشاری را تجربه می‌کند و این رفتار در هر دو زاویه حمله بررسی شده قابل مشاهده است. از سوی دیگر در اکثر حالت‌ها وجود ریزشیار موجب افزایش نسبت برآ به پسا شده است.

Keywords Persian

ریزساختار
ریبلت
جریان عرضی
NACA 8-H-12
حل عددی
Journal of Space Science and Technology

Articles in Press, Accepted Manuscript
Available Online from 22 November 2025

  • Receive Date 12 August 2025
  • Revise Date 30 October 2025
  • Accept Date 16 November 2025
  • First Publish Date 22 November 2025