Estimation of an airfoil drag at high angles of attack from PIV data

The paper presents application of Particle Image Velocimetry for determination of an airfoil’s drag coefficient in wind tunnel tests. The purpose of the study was to investigate the feasibility of using PIV as an alternative to pressure rake measurements, especially at high angles of attack. The integral momentum concept was applied for determination of fluid drag from experimental low speed wind tunnel data. The drag coefficient was calculated from velocity and pressure rake data for intermediate angles of attack from 5° to 10°. Additionally, the experimental results were compared to panel method results. After validating the procedures at low angles of attack, the drag coefficient was calculated at close to critical angles of attack. The presented study proved that PIV technique can be considered as an attractive alternative for drag coefficient determination of an airfoil.

W artykule przedstawiono zastosowanie metody anemometrii obrazowej (PIV) do wyznaczenia współczynnika oporu profilu lotniczego. Celem badań było sprawdzenie możliwości zastosowania metody PIV jako alternatywy do pomiarów ciśnieniowych za pomocą sondy grzebieniowej, w szczególności dla dużych kątów natarcia. Opór profilu wyznaczono poprzez określenie straty pędu w śladzie z danych uzyskanych w eksperymentalnych badaniach tunelowych. Współczynnik oporu wyznaczono dla katów natarcia od 5° do 10° przy wykorzystaniu danych ciśnieniowych oraz prędkości uzyskanych metodą anemometrii obrazowej. Dodatkowo wyniki uzyskane z danych eksperymentalnych porównano z wynikami uznanymi metodą panelową. Po walidacji procedur dla średnich kątów natarcia metodykę zastosowano do wyznaczenia współczynników oporu dla kątów natarcia bliskich krytycznemu kątowi natarcia profilu. Przedstawione badania potwierdziły skuteczność zastosowania metody anemometrii obrazowej, jako alternatywy pomiarów ciśnieniowych, do wyznaczenia oporu profilu lotniczego w badaniach tunelowych.