Efectos de la Parametrización del Método de Vórtice No Lineal y No Estacionario con el Método de Partículas de Vórtice para la Aerodinámica de Rotores Pequeños
Autores: Proulx-Cabana, Vincent; Michon, Guilhem; Laurendeau, Eric
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efectos de la Parametrización del Método de Vórtice No Lineal y No Estacionario con el Método de Partículas de Vórtice para la Aerodinámica de Rotores Pequeños
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Investigar
Sensibilidad
Parámetros
Método
Resultados
Aerodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este artículo es investigar la sensibilidad de los parámetros del Método de Lattice de Vórtices No Lineales y No Estacionarios (NL-)UVLM-VPM con el método de Simulaciones de Grandes Remolinos con Intercambio de Fuerza de Partículas (PSE-LES) en un rotor de número de Reynolds bajo. El trabajo anterior detalló el método, pero introdujo parámetros cuya influencia no fue investigada. Lo más importante es que el coeficiente del modelo de Vreman se eligió de manera arbitraria y no era adecuado para garantizar la estabilidad en esta simulación de rotor de número de Reynolds bajo. Además, el trabajo anterior presentó un estudio de consistencia donde la geometría y la discretización temporal se refinaron simultáneamente. El presente artículo comienza con una revisión comparativa de la literatura sobre métodos potenciales utilizados para resolver la aerodinámica de un rotor aislado en vuelo estacionario. Esta revisión destaca las diferencias en modelado, discretizaciones, análisis de sensibilidad, casos de validación y los resultados elegidos por los diferentes estudios. Luego, se presenta un estudio paramétrico transparente y exhaustivo del método junto con discusiones sobre los resultados observados y su interpretación física respecto al flujo. El análisis de sensibilidad se realiza para los tres parámetros libres de UVLM, a saber, el tamaño del núcleo de Vatistas, la geometría y las discretizaciones temporales, y luego para los tres parámetros adicionales introducidos por UVLM-VPM, que son el coeficiente del modelo de Vreman, el espaciado de partículas y el tiempo de conversión. También se muestra el efecto de diferentes bases de datos en el acoplamiento no lineal. Se demuestra que el método es consistente tanto con los refinamientos geométricos como temporales. También es consistente con el comportamiento esperado del cambio de los diferentes parámetros, incluida la estabilidad numérica que depende de la fuerza de la difusión de LES controlada por el coeficiente del modelo de Vreman. El efecto del refinamiento de la discretización presentado aquí no solo muestra los coeficientes integrados donde diferentes errores pueden cancelarse entre sí, sino que también examina su convergencia y, cuando es relevante, las cargas distribuidas y la posición de la singularidad en la punta. Finalmente, se comparan los resultados aerodinámicos del método para diferentes bases de datos y con resultados de Navier-Stokes promediados en Reynolds no estacionarios (URANS) 3D de mayor fidelidad en un rotor de número de Reynolds bajo.
Descripción
El objetivo de este artículo es investigar la sensibilidad de los parámetros del Método de Lattice de Vórtices No Lineales y No Estacionarios (NL-)UVLM-VPM con el método de Simulaciones de Grandes Remolinos con Intercambio de Fuerza de Partículas (PSE-LES) en un rotor de número de Reynolds bajo. El trabajo anterior detalló el método, pero introdujo parámetros cuya influencia no fue investigada. Lo más importante es que el coeficiente del modelo de Vreman se eligió de manera arbitraria y no era adecuado para garantizar la estabilidad en esta simulación de rotor de número de Reynolds bajo. Además, el trabajo anterior presentó un estudio de consistencia donde la geometría y la discretización temporal se refinaron simultáneamente. El presente artículo comienza con una revisión comparativa de la literatura sobre métodos potenciales utilizados para resolver la aerodinámica de un rotor aislado en vuelo estacionario. Esta revisión destaca las diferencias en modelado, discretizaciones, análisis de sensibilidad, casos de validación y los resultados elegidos por los diferentes estudios. Luego, se presenta un estudio paramétrico transparente y exhaustivo del método junto con discusiones sobre los resultados observados y su interpretación física respecto al flujo. El análisis de sensibilidad se realiza para los tres parámetros libres de UVLM, a saber, el tamaño del núcleo de Vatistas, la geometría y las discretizaciones temporales, y luego para los tres parámetros adicionales introducidos por UVLM-VPM, que son el coeficiente del modelo de Vreman, el espaciado de partículas y el tiempo de conversión. También se muestra el efecto de diferentes bases de datos en el acoplamiento no lineal. Se demuestra que el método es consistente tanto con los refinamientos geométricos como temporales. También es consistente con el comportamiento esperado del cambio de los diferentes parámetros, incluida la estabilidad numérica que depende de la fuerza de la difusión de LES controlada por el coeficiente del modelo de Vreman. El efecto del refinamiento de la discretización presentado aquí no solo muestra los coeficientes integrados donde diferentes errores pueden cancelarse entre sí, sino que también examina su convergencia y, cuando es relevante, las cargas distribuidas y la posición de la singularidad en la punta. Finalmente, se comparan los resultados aerodinámicos del método para diferentes bases de datos y con resultados de Navier-Stokes promediados en Reynolds no estacionarios (URANS) 3D de mayor fidelidad en un rotor de número de Reynolds bajo.