Análisis Computacional del Impacto de las Técnicas de Actuación en el Control del Flujo alrededor del Cuerpo de Ahmed
Autores: Edwige, Stéphie; Gilotte, Philippe; Mortazavi, Iraj
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis Computacional del Impacto de las Técnicas de Actuación en el Control del Flujo alrededor del Cuerpo de Ahmed
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Control de flujo activo
Dispositivos de chorro
Estudio computacional
Control de aerodinámica
Número de Reynolds
Simulación de grandes remolinos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El control activo del flujo con dispositivos de chorro es un enfoque prometedor para el control de la aerodinámica de vehículos. En este trabajo se realiza un estudio computacional extendido comparando tres estrategias de actuación diferentes para el control activo del flujo alrededor del cuerpo Ahmed de respaldo cuadrado a un número de Reynolds de 500,000 (basado en la altura del vehículo). Se ejecutan simulaciones numéricas utilizando un enfoque de Simulación de Grandes Vórtices (LES), bien adaptado para calcular el control del flujo inestable a alto número de Reynolds utilizando dispositivos de chorro periódicos. Los cálculos se validan comparándolos con experimentos internos para casos no controlados y algunos controlados. La novedad de esta investigación está principalmente relacionada con el estudio en profundidad del flujo base y los enfoques de actuación mediante un método LES preciso y su comparación con experimentos. Aquí, se realizan varias simulaciones para estimar el efecto de los controles activos en la topología del flujo y la reducción de la resistencia. Además del chorro continuo, se exploran tres técnicas de actuación periódica que incluyen soplado y succión periódicos, así como dispositivos de chorro sintético de flujo cero. Las ranuras se implementan de manera discontinua para lograr una mejor eficiencia de control vinculada a la generación de vórtices. En este marco, se realizan análisis espectrales sobre cantidades aerodinámicas globales, examen del comportamiento del coeficiente de presión/resistencia trasera, así como investigaciones de la estructura del remolino para comparar estas actuadores de chorro. Como resultado, se observan variaciones en la capa de cizallamiento durante la fase de soplado, pero el cambio principal en la topología del flujo ocurre con la succión y los chorros sintéticos. Por lo tanto, la presión trasera se incrementa sustancialmente.
Descripción
El control activo del flujo con dispositivos de chorro es un enfoque prometedor para el control de la aerodinámica de vehículos. En este trabajo se realiza un estudio computacional extendido comparando tres estrategias de actuación diferentes para el control activo del flujo alrededor del cuerpo Ahmed de respaldo cuadrado a un número de Reynolds de 500,000 (basado en la altura del vehículo). Se ejecutan simulaciones numéricas utilizando un enfoque de Simulación de Grandes Vórtices (LES), bien adaptado para calcular el control del flujo inestable a alto número de Reynolds utilizando dispositivos de chorro periódicos. Los cálculos se validan comparándolos con experimentos internos para casos no controlados y algunos controlados. La novedad de esta investigación está principalmente relacionada con el estudio en profundidad del flujo base y los enfoques de actuación mediante un método LES preciso y su comparación con experimentos. Aquí, se realizan varias simulaciones para estimar el efecto de los controles activos en la topología del flujo y la reducción de la resistencia. Además del chorro continuo, se exploran tres técnicas de actuación periódica que incluyen soplado y succión periódicos, así como dispositivos de chorro sintético de flujo cero. Las ranuras se implementan de manera discontinua para lograr una mejor eficiencia de control vinculada a la generación de vórtices. En este marco, se realizan análisis espectrales sobre cantidades aerodinámicas globales, examen del comportamiento del coeficiente de presión/resistencia trasera, así como investigaciones de la estructura del remolino para comparar estas actuadores de chorro. Como resultado, se observan variaciones en la capa de cizallamiento durante la fase de soplado, pero el cambio principal en la topología del flujo ocurre con la succión y los chorros sintéticos. Por lo tanto, la presión trasera se incrementa sustancialmente.