Control de Flujo Pasivo para la Reducción de Arrastre en un Cilindro en Flujo Cruzado Usando Recubrimientos Parcialmente Porosos en la Sombra del Viento
Autores: Guinness, Imogen; Persoons, Tim
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Control de Flujo Pasivo para la Reducción de Arrastre en un Cilindro en Flujo Cruzado Usando Recubrimientos Parcialmente Porosos en la Sombra del Viento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio numérico
Recubrimientos porosos de sotavento
Cilindros circulares
Reducción de arrastre
Modelo de turbulencia
Control de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un estudio numérico sobre el impacto de recubrimientos porosos parciales en la parte de sotavento sobre la resistencia de cilindros circulares en flujo transversal. Los recubrimientos porosos están recibiendo una atención creciente por su potencial en el control pasivo del flujo. Se desarrolló un modelo de Navier-Stokes promediado en Reynolds no estacionario que coincidió bien con la literatura numérica y experimental. Utilizando el modelo de turbulencia k- de transporte de tensión cortante de dos ecuaciones, se simuló el flujo 2D alrededor de un cilindro circular a Re = 4.2x10^4 con cinco ángulos diferentes de recubrimientos porosos parciales y un recubrimiento poroso completo. Para ángulos de recubrimiento por debajo de 130, el recubrimiento resultó en un aumento de presión en el lado de sotavento del cilindro. Hubo una reducción significativa en la fluctuación de la presión y las fuerzas aerodinámicas, así como un efecto de amortiguamiento en la separación de vórtices. La separación del flujo ocurrió más temprano; el remolino se ensanchó; y hubo una disminución en la intensidad de turbulencia en la salida. Se midió una reducción de la resistencia entre el 5 y el 16%, siendo el máximo en un ángulo de recubrimiento de 70. Los resultados diferían considerablemente para un recubrimiento poroso completo y un recubrimiento de 160, que se encontraron que causaban un aumento en la resistencia del 42% y 43%, respectivamente. Los resultados mostraron que los recubrimientos porosos de sotavento tienen un claro potencial para reducir la resistencia, con posibilidades de investigar más sobre la configuración óptima.
Descripción
Este artículo presenta un estudio numérico sobre el impacto de recubrimientos porosos parciales en la parte de sotavento sobre la resistencia de cilindros circulares en flujo transversal. Los recubrimientos porosos están recibiendo una atención creciente por su potencial en el control pasivo del flujo. Se desarrolló un modelo de Navier-Stokes promediado en Reynolds no estacionario que coincidió bien con la literatura numérica y experimental. Utilizando el modelo de turbulencia k- de transporte de tensión cortante de dos ecuaciones, se simuló el flujo 2D alrededor de un cilindro circular a Re = 4.2x10^4 con cinco ángulos diferentes de recubrimientos porosos parciales y un recubrimiento poroso completo. Para ángulos de recubrimiento por debajo de 130, el recubrimiento resultó en un aumento de presión en el lado de sotavento del cilindro. Hubo una reducción significativa en la fluctuación de la presión y las fuerzas aerodinámicas, así como un efecto de amortiguamiento en la separación de vórtices. La separación del flujo ocurrió más temprano; el remolino se ensanchó; y hubo una disminución en la intensidad de turbulencia en la salida. Se midió una reducción de la resistencia entre el 5 y el 16%, siendo el máximo en un ángulo de recubrimiento de 70. Los resultados diferían considerablemente para un recubrimiento poroso completo y un recubrimiento de 160, que se encontraron que causaban un aumento en la resistencia del 42% y 43%, respectivamente. Los resultados mostraron que los recubrimientos porosos de sotavento tienen un claro potencial para reducir la resistencia, con posibilidades de investigar más sobre la configuración óptima.