Estudio de Fase Modal sobre el Aumento de Elevación de un Perfil Aerodinámico de Membrana Localmente Flexible Utilizando Descomposición de Modos Dinámicos
Autores: Kang, Wei; Hu, Shilin; Chen, Bingzhou; Yao, Weigang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio de Fase Modal sobre el Aumento de Elevación de un Perfil Aerodinámico de Membrana Localmente Flexible Utilizando Descomposición de Modos Dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Descomposición en modo dinámico
Información de fase
Perfil aerodinámico de membrana
Mejora de la sustentación
Número de Reynolds
ángulos de ataque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La descomposición de modos dinámicos sirve como una herramienta útil para la extracción de estructuras coherentes de los campos de flujo complejos con identificación de frecuencias características, pero se presta menos atención a la información de fase de los modos de flujo. En este estudio, se estudia cuantitativamente la información de fase alrededor del perfil aerodinámico de membrana localmente flexible utilizando la descomposición de modos dinámicos (DMD) para desvelar el mecanismo físico de la mejora del sustentador del perfil aerodinámico de membrana. El flujo sobre el perfil aerodinámico a un número de Reynolds bajo (Re = 5500) se calcula paramétricamente a través de un rango de ángulos de ataque (AOA = 4 grados-14 grados) y longitudes de membrana (LM = 0.55c-0.70c) utilizando un marco de acoplamiento fluido-estructura verificado. La mejora del sustentador se analiza mediante los patrones coherentes dinámicos de los campos de flujo del perfil aerodinámico de membrana, que se cuantifican mediante la propagación de fase modal de DMD. Se define una velocidad de presión de propagación aguas abajo (DPP) en la superficie superior para cuantificar la velocidad de propagación de la presión máxima retrasada en la zona de separación del flujo. Se encuentra que una velocidad DPP más rápida puede inducir más vórtices. El coeficiente de correlación entre la velocidad DPP y la mejora del sustentador está por encima de 0.85 en la mayoría de los casos, lo que indica la contribución significativa de la evolución de vórtices al rendimiento aerodinámico. La velocidad DPP impacta enormemente el tiempo de retención de los vórtices dominantes en la superficie superior, resultando en la mejora del sustentador.
Descripción
La descomposición de modos dinámicos sirve como una herramienta útil para la extracción de estructuras coherentes de los campos de flujo complejos con identificación de frecuencias características, pero se presta menos atención a la información de fase de los modos de flujo. En este estudio, se estudia cuantitativamente la información de fase alrededor del perfil aerodinámico de membrana localmente flexible utilizando la descomposición de modos dinámicos (DMD) para desvelar el mecanismo físico de la mejora del sustentador del perfil aerodinámico de membrana. El flujo sobre el perfil aerodinámico a un número de Reynolds bajo (Re = 5500) se calcula paramétricamente a través de un rango de ángulos de ataque (AOA = 4 grados-14 grados) y longitudes de membrana (LM = 0.55c-0.70c) utilizando un marco de acoplamiento fluido-estructura verificado. La mejora del sustentador se analiza mediante los patrones coherentes dinámicos de los campos de flujo del perfil aerodinámico de membrana, que se cuantifican mediante la propagación de fase modal de DMD. Se define una velocidad de presión de propagación aguas abajo (DPP) en la superficie superior para cuantificar la velocidad de propagación de la presión máxima retrasada en la zona de separación del flujo. Se encuentra que una velocidad DPP más rápida puede inducir más vórtices. El coeficiente de correlación entre la velocidad DPP y la mejora del sustentador está por encima de 0.85 en la mayoría de los casos, lo que indica la contribución significativa de la evolución de vórtices al rendimiento aerodinámico. La velocidad DPP impacta enormemente el tiempo de retención de los vórtices dominantes en la superficie superior, resultando en la mejora del sustentador.