Kajian kualitatif menggunakan teknik visualisasi aliran asap dengan wayar panas telah dirancang untuk menganalisasi impak bilangan kaviti terhadap penerangkapan vortex atas sayap yang bernisbah aspek rendah. Teknik wayar panas telah dipilih atas keupayaannya dalam menghasilkan garisan asap yang halus untuk kajian aliran yang kompleks. Dua wayar Nikrom yang berdiameter 0.18mm telah dililitkan dan diguna sekali dengan minyak Safex atas keberkesanan yang ditunjukkan oleh Dol et al (2006). Sayap yang berbentuk plat rata telah digunakan dalam projek ini untuk tujuan menyiasati konsep sayap dengan kaviti dari peringkat asas. Bentuk kaviti tersebut direka berdasarkan Yeung (2006) dan dua model sayap plat rata yang merangkumi sayap tiada kaviti dan sayap dengan tiga kaviti telah dilukis dan dikaji pada sudut serangan yang berbeza. Untuk kajian mengenai kualiti asap, eksperimen yang dijalankan pada kelajuan angin 5 m/s telah membuktikan bahawa teknik visualisasi aliran asap dengan wayar panas hanya sesuai diguanakan pafa kelajuan angina yang tidak melebihi 4 m/s. Oleh itu, impak sudut serangan pada sayap plat rata telah dikaji pada Re=43,000, kelajuan angin sebanyak 2.5 m/s dari sudut serangan. Vorteks berputaran ikut arah jam telah terperangkap dalam kaviti dari sudut serangan -10 ke 7 dan ia dapat meningkatakan aerodinamik angkat. Walaubagaimanapun, vorteks tersebut adalah tidak stabil dan aliran angin tidak melampir pada permukaan sayap. Untuk model sayap Tan (2014), impak sudut serangan terhadap aliran kaviti telah dikaji pada Re=18,000, kelajuan angin sebanyak 2.5 m/s. Keputusan menunjukkan bahawa semasa sayap berada pada – 12 , vorteks berputaran ikut arah jam telah terperangkap dalam kaviti berbentuk empat segi dan bulatan. Ia dijangka dapat mengrurangkan negatif aerodinamik angkat. Vorteks yang terbentuk dalam kaviti bentuk emapt segi adalah lebih jelas jika dibanding dengan kaviti bulatan. Tiada vorteks yang terperangkap dalam kaviti pada sudut serangan kosong dan aliran angin melampir pada permukaan sayap sepanjangan. Apabila sayap dinaikkan ke 24 , vorteks berputaran lawan arah jam telah terbentuk dalam caviti disebabkan oleh aliran lawanan dan ia menyebabkan penurunan aerodinamik angkat dan peningkatan sereta tekanan. Oleh itu, kajian quantitatif dicadangkan untuk dijalankan pada masa akan datang supaya keputusan yang didapati daripada kajian visualisasi mengunnakan wayar panas.boleh dijadikan bandingan.
______________________________________________________________________________________
A qualitative experimental study using smoke wire flow visualization technique was developed to analyze the flow physics of trapped vortex for low aspect ratio wings (AR < 4). Smoke wire flow visualization was chosen due to its ability in generating finer streak line for the study of complex flow structure. Two coiled Nichrome wire of 0.18mm diameter each and Safex oil were chosen for the experimental set up as proven effective by Dol et al (2006). Flat plate wing shape design instead of airfoil shape was employed in this project to act as the fundamental study of the vortex trapping concept. The cavity shape was drawn based on Yeung (2006) study and two wing models (AR = 2) which consisted of the flat plate wing without cavity and the wing with triple cavities were designed and tested at various angle of attacks. For the evaluation of smoke wire flow visualization technique, the experiments conducted at air speed=5 m/s which corresponding to Re=86,000 showed that the smoke wire technique was only feasible and effective in providing dense and distinct streak lines at air speed not exceeding 4 m/s. Hence, the effects of angle of attack on the vortex trapping application using flat plate wing model series were studied at Re=43,000 which corresponding to air speed of 2.5 m/s. Clockwise vortex was trapped inside the cavities from -10 to 7 angle of attack which enhanced the positive lift generation theoretically. However, the vortex observed was unstable and it failed to enhance the flow reattachment. The flow separated from the wing after passing through all the cavities. For the evaluation of vortex trapping application on Tan (2014) NACA0018 wing models (AR = 2.8), the effects of angle of attack at Re=18,000 which corresponding to air speed of 2.5 m/s were studied. When the wing was pitched to – 12 , clockwise vortex was trapped inside the rectangular and circular cavity and it was hypothesized that the negative lift generation was reduced. The intensity of clockwise vortex visualized throught the smoke flow was higher and more obvious inside the rectangular cavity compared to the circular cavity. No trapped vortex was observed at zero angle of attack and the flow remained attached throughout the wing. When the wing was pitched to 24 , anticlockwise vortex was formed inside the rectangular cavity and circular cavity due to the reversed flow and this caused reduction in lift and more pressure drag was generated. Hence, quantitative measurements can be conducted on both series of wing in the future to complement the smoke visualization results.
Development of smoke wire system for vortex trapping application_Tee Yi Hui_A2_2015_NI