Aerodinámica y Balance de Potencia de una Aeronave con Ingesta de Capa Límite Distribuida en el Fuselaje Trasero
Autores: Tse, Tze Sing; Hall, Cesare A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aerodinámica y Balance de Potencia de una Aeronave con Ingesta de Capa Límite Distribuida en el Fuselaje Trasero
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aerodinámica
Desglose del rendimiento
Ingestión de capa límite
Aeronaves de tubo y ala
Cálculos URANS
Turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una primera investigación sobre la aerodinámica y el desglose del rendimiento de un avión de ala y tubo con capa límite de fuselaje trasero distribuido que ingiere (BLI) utilizando cálculos de Navier-Stokes promediados en el tiempo no estacionario (URANS) completamente acoplados que resuelven las geometrías completas del ventilador y la instalación. A través de las simulaciones URANS, se identifica la interacción entre la turbulencia de la capa límite (BL) del fuselaje y el propulsor BLI como un área que merece una investigación más profunda. Utilizando el enfoque URANS, la turbulencia ingerida conduce a una reducción del 4.5% en la eficiencia isentrópica total-total de la etapa del propulsor. Se ha elaborado un balance de potencia mecánica para comparar las fuentes y sumideros de potencia a lo largo de la instalación y el propulsor para dos casos de prueba con diferentes grosores de BL ingerida. Se encontró que el caso de prueba con una BL más delgada genera significativamente más disipación en el desarrollo de la BL aguas arriba del propulsor, la separación del flujo sobre la cubierta exterior y la interacción entre el flujo revertido sobre la cubierta y el chorro de escape del propulsor. Debido a este aumento en la disipación, el caso con BL ingerida más delgada consume un 7% más de potencia en comparación con un caso base con BL más gruesa, representativa del fuselaje aguas arriba en crucero. Esto demuestra la importancia de hacer coincidir la instalación con la BL del fuselaje entrante.
Descripción
Este documento presenta una primera investigación sobre la aerodinámica y el desglose del rendimiento de un avión de ala y tubo con capa límite de fuselaje trasero distribuido que ingiere (BLI) utilizando cálculos de Navier-Stokes promediados en el tiempo no estacionario (URANS) completamente acoplados que resuelven las geometrías completas del ventilador y la instalación. A través de las simulaciones URANS, se identifica la interacción entre la turbulencia de la capa límite (BL) del fuselaje y el propulsor BLI como un área que merece una investigación más profunda. Utilizando el enfoque URANS, la turbulencia ingerida conduce a una reducción del 4.5% en la eficiencia isentrópica total-total de la etapa del propulsor. Se ha elaborado un balance de potencia mecánica para comparar las fuentes y sumideros de potencia a lo largo de la instalación y el propulsor para dos casos de prueba con diferentes grosores de BL ingerida. Se encontró que el caso de prueba con una BL más delgada genera significativamente más disipación en el desarrollo de la BL aguas arriba del propulsor, la separación del flujo sobre la cubierta exterior y la interacción entre el flujo revertido sobre la cubierta y el chorro de escape del propulsor. Debido a este aumento en la disipación, el caso con BL ingerida más delgada consume un 7% más de potencia en comparación con un caso base con BL más gruesa, representativa del fuselaje aguas arriba en crucero. Esto demuestra la importancia de hacer coincidir la instalación con la BL del fuselaje entrante.