Comparación de multifidelidad de métodos de predicción de arrastre por ondas supersónicas utilizando cuerpos axisimétricos
Autores: Abraham, Troy; Lazzara, David; Hunsaker, Douglas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Comparación de multifidelidad de métodos de predicción de arrastre por ondas supersónicas utilizando cuerpos axisimétricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Arrastre por onda
Métodos de baja fidelidad
Dinámica de fluidos computacional
Geometrías esbeltas
Números de Mach
Geometrías axisimétricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos de predicción de arrastre de onda analíticos y computacionales de baja fidelidad asumen aerodinámica lineal y pequeñas perturbaciones en el flujo. Por lo tanto, estos métodos son típicamente precisos solo para geometrías muy delgadas. El presente trabajo evalúa la precisión de estos métodos en relación con soluciones de dinámica de fluidos computacional de Euler de alta fidelidad, compresibles, para un conjunto de geometrías axisimétricas con diferentes relaciones de radio a longitud. Se incluyen estudios de resolución de malla para todos los resultados computacionales para asegurar resultados con malla resuelta. Los resultados muestran que los métodos analíticos y computacionales de baja fidelidad coinciden con las predicciones de CFD de Euler en alrededor de un solo conteo de arrastre para geometrías con números de Mach de 1.1 a 2.0. La diferencia en el arrastre de onda predicho aumenta rápidamente, a más de 30 conteos de arrastre en algunos casos, para geometrías que se acercan a, indicando que la suposición de cuerpo delgado de la teoría supersónica lineal se viola para relaciones de radio a longitud más grandes. Los tres métodos considerados predicen que el coeficiente de arrastre de onda es casi independiente del número de Mach para las geometrías incluidas en este estudio. Los resultados del estudio pueden ser utilizados para validar otros modelos numéricos y estimar el error en los métodos analíticos y computacionales de baja fidelidad para predecir el arrastre de onda de geometrías axisimétricas, dependiendo de las relaciones de radio a longitud.
Descripción
Los métodos de predicción de arrastre de onda analíticos y computacionales de baja fidelidad asumen aerodinámica lineal y pequeñas perturbaciones en el flujo. Por lo tanto, estos métodos son típicamente precisos solo para geometrías muy delgadas. El presente trabajo evalúa la precisión de estos métodos en relación con soluciones de dinámica de fluidos computacional de Euler de alta fidelidad, compresibles, para un conjunto de geometrías axisimétricas con diferentes relaciones de radio a longitud. Se incluyen estudios de resolución de malla para todos los resultados computacionales para asegurar resultados con malla resuelta. Los resultados muestran que los métodos analíticos y computacionales de baja fidelidad coinciden con las predicciones de CFD de Euler en alrededor de un solo conteo de arrastre para geometrías con números de Mach de 1.1 a 2.0. La diferencia en el arrastre de onda predicho aumenta rápidamente, a más de 30 conteos de arrastre en algunos casos, para geometrías que se acercan a, indicando que la suposición de cuerpo delgado de la teoría supersónica lineal se viola para relaciones de radio a longitud más grandes. Los tres métodos considerados predicen que el coeficiente de arrastre de onda es casi independiente del número de Mach para las geometrías incluidas en este estudio. Los resultados del estudio pueden ser utilizados para validar otros modelos numéricos y estimar el error en los métodos analíticos y computacionales de baja fidelidad para predecir el arrastre de onda de geometrías axisimétricas, dependiendo de las relaciones de radio a longitud.