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01.06.2015 | Research Article | Ausgabe 6/2015

Experiments in Fluids 6/2015

Aerodynamics of dynamic wing flexion in translating wings

Zeitschrift:
Experiments in Fluids > Ausgabe 6/2015
Autoren:
Yun Liu, Bo Cheng, Sanjay P. Sane, Xinyan Deng
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s00348-015-1963-1) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

We conducted a systematic experimental study to investigate the aerodynamic effects of active trailing-edge flexion on a high-aspect-ratio wing translating from rest at a high angle of attack. We varied the timing and speed of the trailing-edge flexion and measured the resulting aerodynamic effects using a combination of direct force measurements and two-dimensional PIV flow measurements. The results indicated that the force and flow characteristics depend strongly on the timing of flexion, but relatively weakly on its speed. This is because the force and vortical flow structure are more sensitive to the timing of flexion relative to the shedding of starting vortex and leading-edge vortex. When the trailing-edge flexion occurred slightly before the starting vortex was shed, the lift production was greatly improved with the instantaneous peak lift increased by 54 % and averaged lift increased by 21 % compared with the pre-flexed case where the trailing-edge flexed before wing translation. However, when the trailing-edge flexed during or slightly after the leading-edge vortex shedding, the lift was significantly reduced by the disturbed development of leading-edge vortex. The force measurement results also imply that the trailing-edge flexion prior to wing translation does not augment lift but increases drag, thus resulting in a lower lift–drag ratio as compared to the case of flat wing.

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