Investigation of the Effect of Taper Stacking Location on Aerodynamic Loads for ONERA M6 Wing at a Fixed Angle of Attack

The effect of taper stacking location for ONERA M6 wing is analyzed in terms of the lift, drag and lift-to-drag ratio. The stacking location is defined as the non-dimensional distance from the sectional leading edge to the taper axis. The non-dimensionalization is based on the sectional chord length. Different wing shapes are generated by linearly or parabolically varying the stacking location along the span. Various wing cases are investigated under the same angle of attack. The steady-state turbulent flowfields are computed by solving the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations. The Spalart-Allmaras turbulence model with the extended wall function is used to calculate the eddy viscosity. It is observed that there exist some cases in which the values of lift, drag and lift-to-drag ratio change significantly. Moreover, the spanwise variation of the stacking location has a pronounced effect on the formation and the characteristics of the shock wave.

ONERA M6 Kanadı için Sivrilme İstif Yerinin Aerodinamik Yüklere Olan Etkisinin Sabit Hücum Açısında İncelenmesi

ONERA M6 kanadı için sivrilme istif yerinin etkisi kaldırma, sürükleme ve kaldırma-sürükleme oranı açısından incelenmiştir. İstif yeri, kesitsel hücum kenarının sivrilme eksenine olan boyutsuz uzaklığı olarak tanımlanmıştır. Boyutsuzlaştırma kesitsel veter uzunluğu ile yapılmıştır. İstif yerinin kanat açıklığı boyunca doğrusal veya parabolik değişimi sağlanarak farklı kanat şekilleri oluşturulmuştur. Aynı hücum açısına sahip birçok kanat durumu incelenmiştir. Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denklemleri çözülerek daimî-hâl türbülanslı akış alanları hesaplanmıştır. Edi vizkozitesini hesaplamak için uzatılmış duvar fonksiyonlu Spalart-Allmaras türbülans modeli kullanılmıştır. Kaldırma, sürükleme ve kaldırma-sürükleme oranı değerlerinin büyük değişiklikler gösterdiği durumların olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, kanat açıklığı boyunca istif değişiminin şok dalgasının oluşumunda ve karakteristiğinde büyük etkisi olduğu görülmüştür.

PDF

___

[1] Batina J. T., “Accuracy of an Unstructured-Grid Upwind-Euler Algorithm for the ONERA M6 Wing,” Journal of Aircraft, Vol. 28, No. 6, pp.397-402, 1991.

[2] Johan Z., Mathur K. K., Johnsson S. L., and Hughes T. J. R., “A Case Study in Parallel Computation: Viscous Flow around an ONERA M6 Wing,” International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 21, pp. 877-884, 1995.

[3] Nambu T., Hashimoto A., Aoyama T. and Sato T., “Numerical Analysis of the ONERA-M6 Wing with Wind Tunnel Wall Interference,” Tans. Japan Soc. Aero. Space Sci, Vol. 58, No. 1, pp. 7-14, 2015.

[4] Borisov V. E., “Simulation of Flow Over ONERA M6 Wing Using a Parallel Implementation of an Implicit Scheme,” Moscow University Mechanics Bulletin, Vol 70, No. 4, pp. 97-100, 2015.

[5] Mayeur J., Dumont A., Destarac D. and Gleize V. “RANS Simulations on TMR Test Cases and M6 Wing with the ONERA elsA Flow Solver,” 53rd AIAA Aerospace Meeting, 5-9 January, Kissimmee, Florida, AIAA 2015-1745, 2015.

[6] Mayeur J., Dumont A., Destarac D. and Gleize V., “Reynolds-Averaged Navier–Stokes Simulations on NACA0012 and ONERA-M6 Wing with the ONERA elsA Solver,” AIAA Journal, Vol. 54, No. 9, pp.2671-2687, 2016.

[7] da Silva R. G., Azevedo J. L. F. and Basso E., “Simulation of ONERA M6 Wing Flows for Assessment of Turbulence Modeling Capabilities,” 54th AIAA Aerospace Meeting, 4-8 January, San Diego, California, AIAA 2016-0549, 2016.

[8] Durrani N. and Qin N., “Comparison of RANS, DES and DDES results for ONERA M-6 Wing at transonic flow speed using an in-house parallel code,” 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA 2011-190, 4 - 7 January 2011, Orlando, Florida, 2011.

[9] Qin, N., Vavalle, A. and Le Moigne, A., “Spanwise lift distribution for blended wing body aircraft,” Journal of Aircraft, Vol. 42, No. 2, pp. 356–365, 2005.

[10] Siouris S. and Qin N., “Study of the Effects of Wing Sweep on the Aerodynamic Performance of a Blended Wing Body Aircraft,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part G Journal of Aerospace Engineering, Vol. 221, pp. 47-55, 2007.

[11] Nejati A. and Mazaheri K., “Application of the Adjoint Optimization of Shock Control Bump for ONERA-M6 Wing,” European Journal of Computational Mechanics, Vol. 26, No. 5-6, pp. 557-583, 2017.

[12] Mandapudi S., Chaganti S. S., Gorle S., Prasad S. U., Govardhan D. and Praveen B. “CFD Simulation of Flow Past Wing Body Junction: A 3-D Approach,” International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, Vol. 7, No. 4, pp. 341-350, 2017.

[13] Schmitt V. and Charpin F., “Pressure Distribution on the ONERA M6 Wing at Transonic Mach Numbers,” Advisory Group for Aerospace Research and Development, AGARD Advisory Report No. 138, pp. B1.1 – B1.44, 1979.

[14] NUMECA International, “FINE/Open Software Package”, ver.6.1, User Manual, 2017.