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Encuentro de estela de A330-300 por aeronave ARJ21

Autores: Luo, Haotian; Pan, Weijun; Wang, Yidi; Luo, Yuming

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Encuentro de estela de A330-300 por aeronave ARJ21


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Aviación
Retrasos en vuelos
Turbulencia de estela
Simulación de grandes remolinos
Tecnología de malla
Disipación de turbulencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Hoy en día, la aviación ha crecido significativamente en importancia. Sin embargo, el desafío de los retrasos en los vuelos se ha vuelto cada vez más grave debido a la necesidad de una separación segura entre las aeronaves para mitigar los efectos de la turbulencia de estela. El énfasis principal de esta investigación reside en elucidar los atributos evolutivos de los vórtices de estela en la turbulencia isotrópica homogénea. Se utiliza el método de simulación de grandes remolinos (LES) para examinar la evolución dinámica de los vórtices de estela generados por un avión A333 en el entorno atmosférico y evaluar sus ramificaciones en el avión ARJ21. El esfuerzo de investigación comienza formulando una metodología LES para la evolución de los vórtices de estela de las aeronaves, integrando tecnología de malla adaptativa para reducir significativamente el volumen de malla necesario. Este enfoque permite la implementación de un refinamiento adaptativo de malla axial y no axial, lo que conduce a simulaciones más precisas de vórtices tanto axiales como no axiales. Se realizan simulaciones numéricas utilizando el enfoque LES para examinar tres tasas distintas de disipación de turbulencia en medio de la turbulencia atmosférica ambiental, y los resultados se comparan con mediciones de Lidar (Wind3D 6000 LiDAR) de vórtices de estela adquiridas en el Aeropuerto Internacional de Chengdu Shuangliu (CTU). Posteriormente, se calcula el momento de rodadura de la aeronave que sigue, y se determinan zonas de peligro tridimensionales para el A333. Se encuentra que durante la fase de aproximación, la separación mínima de turbulencia de estela para un ARJ21 (CAT-F) que sigue a un A333 (CAT-B) es de 3.35 NM, lo que representa una reducción de aproximadamente el 33% en comparación con la RECAT de la OACI (Re-categorización de Turbulencia de Estela). Los hallazgos validan la fiabilidad de la malla de alta resolución utilizada en la región del núcleo del vórtice, generada a través del método de malla adaptativa, que captura de manera eficiente la inestabilidad de Crow y los fenómenos interconectados de los vórtices en el examen numérico de la estela de las aeronaves. La seguridad de los encuentros de estela depende principalmente de la magnitud de la turbulencia ambiental y del desarrollo de inestabilidad estructural en los vórtices de estela.

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