Análisis de acoplamiento entre el flujo de turbulencia transónica y un ala supercrítica oscilante basado en descomposición de modos dinámicos
Autores: Kang, Wei; Chen, Bingzhou; Hu, Shilin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de acoplamiento entre el flujo de turbulencia transónica y un ala supercrítica oscilante basado en descomposición de modos dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Flujo de turbulencia transónica
Perfil aerodinámico supercrítico
Movimiento armónico de elevación
Espacio paramétrico
Descomposición de modos dinámicos (DMD)
Rendimiento aerodinámico
Licencia
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Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Se estudió el acoplamiento entre un flujo de turbulencia transónica y un perfil aerodinámico supercrítico con movimiento armónico de elevación. Se investigó un espacio paramétrico de la frecuencia y amplitud de elevación utilizando un marco de interacción fluido-estructural verificado. Se estudió el patrón de flujo espacio-temporal alrededor del perfil aerodinámico transónico utilizando descomposición de modos dinámicos (DMD) para desvelar el mecanismo de acoplamiento físico. Los resultados muestran tres tipos de respuestas del flujo bajo el movimiento de elevación: (I) Una respuesta de frecuencia de turbulencia con una estructura de onda de choque en forma de - y una zona de recirculación en el pie del choque. El rendimiento aerodinámico fue similar al escenario en el flujo pasado el perfil aerodinámico estacionario. (II) Una respuesta transicional con un choque debilitado y una capa límite mejorada. El rendimiento aerodinámico se deterioró drásticamente en y se recuperó después de que la frecuencia superara la frecuencia de turbulencia. El patrón de flujo se caracterizó por una estructura de doble choque que interactuaba con la capa límite mejorada. (III) Una respuesta de frecuencia de elevación con el movimiento de elevación dominante. La variación en la carga aerodinámica aumentó significativamente en y hubo mayores amplitudes de elevación en esta etapa. El movimiento impulsor del perfil aerodinámico transfirió la energía del modo de turbulencia a la capa límite con un equilibrio energético más uniforme según el análisis de contribución energética de los modos DMD.
Descripción
Se estudió el acoplamiento entre un flujo de turbulencia transónica y un perfil aerodinámico supercrítico con movimiento armónico de elevación. Se investigó un espacio paramétrico de la frecuencia y amplitud de elevación utilizando un marco de interacción fluido-estructural verificado. Se estudió el patrón de flujo espacio-temporal alrededor del perfil aerodinámico transónico utilizando descomposición de modos dinámicos (DMD) para desvelar el mecanismo de acoplamiento físico. Los resultados muestran tres tipos de respuestas del flujo bajo el movimiento de elevación: (I) Una respuesta de frecuencia de turbulencia con una estructura de onda de choque en forma de - y una zona de recirculación en el pie del choque. El rendimiento aerodinámico fue similar al escenario en el flujo pasado el perfil aerodinámico estacionario. (II) Una respuesta transicional con un choque debilitado y una capa límite mejorada. El rendimiento aerodinámico se deterioró drásticamente en y se recuperó después de que la frecuencia superara la frecuencia de turbulencia. El patrón de flujo se caracterizó por una estructura de doble choque que interactuaba con la capa límite mejorada. (III) Una respuesta de frecuencia de elevación con el movimiento de elevación dominante. La variación en la carga aerodinámica aumentó significativamente en y hubo mayores amplitudes de elevación en esta etapa. El movimiento impulsor del perfil aerodinámico transfirió la energía del modo de turbulencia a la capa límite con un equilibrio energético más uniforme según el análisis de contribución energética de los modos DMD.