Capa Límite Laminar sobre un Escalón Retrocedente Serrado
Autores: KC, Real J.; Wilson, Trevor C.; Lucido, Nicholas A.; Alexander, Aaron S.; Jacob, Jamey D.; Elbing, Brian R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Capa Límite Laminar sobre un Escalón Retrocedente Serrado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo laminar
Escalón hacia atrás
BFS serrado
Transición a la turbulencia
Esfuerzo cortante en la pared
Diamantes de bajo corte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se estudió experimental y computacionalmente el flujo laminar sobre un escalón modificado de cara hacia atrás (BFS), comparando los resultados con una prueba de vuelo en un ala de Piper Cherokee. El BFS fue modificado con una variación serrada en la dirección del ancho, manteniendo una altura de escalón constante, y esta modificación se denomina BFS serrado (sBFS). Se propuso una ley de escalado que luego se utilizó para desarrollar las condiciones de operación experimental. Los experimentos mostraron evidencia de que la transición a la turbulencia se retrasó en la parte delantera de la serración (denominada el valle). El crecimiento y la caracterización de la capa límite se utilizaron para validar el modelo computacional, que luego se usó para examinar detalles no disponibles en el experimento, incluyendo la distribución de la tensión de corte en la pared y las líneas de corriente a medida que pasan sobre el sBFS. La tensión de corte en la pared mostró la formación de diamantes de baja tensión de corte río abajo del valle del sBFS que estaban asociados con flujo laminar, lo que confirmó suposiciones previas sobre los diamantes de baja tensión de corte observados en las pruebas de vuelo. La longitud de los diamantes de baja tensión de corte se escaló con la geometría del sBFS. Finalmente, las líneas de corriente mostraron que el flujo cercano a la pared delante del sBFS es impulsado hacia el pico del sBFS, donde rápidamente se transforma en turbulencia en esa ubicación.
Descripción
Se estudió experimental y computacionalmente el flujo laminar sobre un escalón modificado de cara hacia atrás (BFS), comparando los resultados con una prueba de vuelo en un ala de Piper Cherokee. El BFS fue modificado con una variación serrada en la dirección del ancho, manteniendo una altura de escalón constante, y esta modificación se denomina BFS serrado (sBFS). Se propuso una ley de escalado que luego se utilizó para desarrollar las condiciones de operación experimental. Los experimentos mostraron evidencia de que la transición a la turbulencia se retrasó en la parte delantera de la serración (denominada el valle). El crecimiento y la caracterización de la capa límite se utilizaron para validar el modelo computacional, que luego se usó para examinar detalles no disponibles en el experimento, incluyendo la distribución de la tensión de corte en la pared y las líneas de corriente a medida que pasan sobre el sBFS. La tensión de corte en la pared mostró la formación de diamantes de baja tensión de corte río abajo del valle del sBFS que estaban asociados con flujo laminar, lo que confirmó suposiciones previas sobre los diamantes de baja tensión de corte observados en las pruebas de vuelo. La longitud de los diamantes de baja tensión de corte se escaló con la geometría del sBFS. Finalmente, las líneas de corriente mostraron que el flujo cercano a la pared delante del sBFS es impulsado hacia el pico del sBFS, donde rápidamente se transforma en turbulencia en esa ubicación.