Condiciones de vuelo libre aerodinámico en modelado de túnel de viento a través de insertos de pared de orden reducido
Autores: Tabatabaei, Narges; Örlü, Ramis; Vinuesa, Ricardo; Schlatter, Philipp
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Condiciones de vuelo libre aerodinámico en modelado de túnel de viento a través de insertos de pared de orden reducido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Túneles de viento
Interferencia de pared
Condiciones de vuelo libre
Paredes laterales
Aerodinámica
Navier-Stokes promediados por Reynolds
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las paredes laterales paralelas son las paredes limitantes estándar en los túneles de viento al hacer un modelo de túnel de viento para condiciones de vuelo libre. La consecuencia de la confinación en las pruebas de túnel de viento, conocida como interferencia de pared, es una de las principales fuentes de incertidumbre en la aerodinámica experimental, limitando la realizabilidad de las condiciones de vuelo libre. Aunque este ha sido un problema al diseñar túneles de viento transónicos y/o en casos con grandes relaciones de bloqueo, incluso los túneles de viento subsónicos con bajas relaciones de bloqueo podrían requerir correcciones de pared si se pretende una buena representación de las condiciones de vuelo libre. Para evitar los engorrosos métodos de alisado, especialmente para túneles de viento subsónicos, se realiza un análisis de sensibilidad para investigar el efecto de las paredes laterales inclinadas como un inserto de pared de orden reducido en el plano del perfil alar. Este problema se investiga a través de simulaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS), y se considera un ala NACA4412 en los ángulos de ataque entre 0 y 11 grados a un número de Reynolds moderado (400 k). Las simulaciones se validan con resultados de simulación de gran escala bien resueltos (LES) y datos experimentales de túnel de viento. En primer lugar, se evalúa la contribución de la interferencia de pared en las fuerzas aerodinámicas, así como los coeficientes de presión locales. Además, se analiza el efecto aislado de la confinación de manera independiente del crecimiento de la capa límite. En segundo lugar, se modifica la alineación de la pared como un parámetro de calibración para reducir la interferencia de pared basada en la evaluación mencionada. En el método descrito, proponemos el uso de insertos lineales para tener en cuenta el efecto de las paredes del túnel de viento, que son experimentalmente simples de realizar. El uso de estos insertos en túneles de viento subsónicos con una relación de bloqueo moderada conduce a un muy buen acuerdo entre los datos de vuelo libre y los datos del túnel de viento, mientras que este enfoque se beneficia de una fabricación y realización experimental simples.
Descripción
Las paredes laterales paralelas son las paredes limitantes estándar en los túneles de viento al hacer un modelo de túnel de viento para condiciones de vuelo libre. La consecuencia de la confinación en las pruebas de túnel de viento, conocida como interferencia de pared, es una de las principales fuentes de incertidumbre en la aerodinámica experimental, limitando la realizabilidad de las condiciones de vuelo libre. Aunque este ha sido un problema al diseñar túneles de viento transónicos y/o en casos con grandes relaciones de bloqueo, incluso los túneles de viento subsónicos con bajas relaciones de bloqueo podrían requerir correcciones de pared si se pretende una buena representación de las condiciones de vuelo libre. Para evitar los engorrosos métodos de alisado, especialmente para túneles de viento subsónicos, se realiza un análisis de sensibilidad para investigar el efecto de las paredes laterales inclinadas como un inserto de pared de orden reducido en el plano del perfil alar. Este problema se investiga a través de simulaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS), y se considera un ala NACA4412 en los ángulos de ataque entre 0 y 11 grados a un número de Reynolds moderado (400 k). Las simulaciones se validan con resultados de simulación de gran escala bien resueltos (LES) y datos experimentales de túnel de viento. En primer lugar, se evalúa la contribución de la interferencia de pared en las fuerzas aerodinámicas, así como los coeficientes de presión locales. Además, se analiza el efecto aislado de la confinación de manera independiente del crecimiento de la capa límite. En segundo lugar, se modifica la alineación de la pared como un parámetro de calibración para reducir la interferencia de pared basada en la evaluación mencionada. En el método descrito, proponemos el uso de insertos lineales para tener en cuenta el efecto de las paredes del túnel de viento, que son experimentalmente simples de realizar. El uso de estos insertos en túneles de viento subsónicos con una relación de bloqueo moderada conduce a un muy buen acuerdo entre los datos de vuelo libre y los datos del túnel de viento, mientras que este enfoque se beneficia de una fabricación y realización experimental simples.