Investigación Numérica de un Chorro Rectangular que Expulsa sobre una Placa Plana con Deformaciones Superficiales Periódicas en el Borde de Salida
Autores: Horner, Colby Niles; Sescu, Adrian; Afsar, Mohammed; Collins, Eric
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Investigación Numérica de un Chorro Rectangular que Expulsa sobre una Placa Plana con Deformaciones Superficiales Periódicas en el Borde de Salida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseñadores de aeronaves
Configuración de pod de motor bajo el ala
Regulaciones ambientales
Ruido emitido
Diseños de aeronaves innovadores
Puertos de escape de chorro
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Varios factores en competencia están obligando a los diseñadores de aeronaves a reconsiderar la configuración de los pods de motores debajo del ala, típicamente vistos en la mayoría de las aeronaves comerciales modernas. Una preocupación notable son las crecientes regulaciones ambientales sobre el ruido emitido por las aeronaves. En un intento por satisfacer estas restricciones mientras se mantiene o mejora el rendimiento del vehículo, los ingenieros han estado experimentando con algunos diseños innovadores de aeronaves que colocan los motores por encima de las alas o integrados en el fuselaje. En una configuración, un vehículo de concepto de ala mezclada utiliza puertos de escape de jet rectangulares que salen por encima del ala, delante del borde de salida. Aunque intuitivamente se podría pensar que este diseño reduciría los niveles de ruido transmitidos al suelo debido al blindaje proporcionado por el ala, estudios experimentales han demostrado que este diseño puede, de hecho, aumentar los niveles de ruido debido a las interacciones del escape del jet con la superficie trasera del ala y el borde de salida plano. En este trabajo, echamos un vistazo nuevamente a esta configuración de puerto de escape rectangular con algunas modificaciones conceptuales a la geometría del borde de salida para determinar si los niveles de ruido emitidos debido a las interacciones del jet pueden reducirse con respecto a una configuración base. Consideramos varios desplazamientos horizontales y verticales de la salida del jet con respecto a una placa plana que representa la superficie trasera del ala. Luego introducimos una serie de deformaciones sinusoidales en el borde de salida de la placa de amplitud y número de onda variables. Nuestros resultados muestran que los niveles de sonido emitidos debido a las interacciones jet-superficie pueden alterarse significativamente con las modificaciones geométricas propuestas. Si bien los niveles de sonido se mantuvieron bastante consistentes en muchas configuraciones, hubo algunas que mostraron tanto aumentos como disminuciones en los niveles de sonido en direcciones específicas. Presentamos aquí resultados para las configuraciones simuladas que mostraron la mayor disminución en los niveles de sonido generales con respecto a la línea base. Estos resultados proporcionan fuertes indicios de que tales modificaciones geométricas pueden potencialmente ser adaptadas para optimizar aún más las reducciones en los niveles de sonido.
Descripción
Varios factores en competencia están obligando a los diseñadores de aeronaves a reconsiderar la configuración de los pods de motores debajo del ala, típicamente vistos en la mayoría de las aeronaves comerciales modernas. Una preocupación notable son las crecientes regulaciones ambientales sobre el ruido emitido por las aeronaves. En un intento por satisfacer estas restricciones mientras se mantiene o mejora el rendimiento del vehículo, los ingenieros han estado experimentando con algunos diseños innovadores de aeronaves que colocan los motores por encima de las alas o integrados en el fuselaje. En una configuración, un vehículo de concepto de ala mezclada utiliza puertos de escape de jet rectangulares que salen por encima del ala, delante del borde de salida. Aunque intuitivamente se podría pensar que este diseño reduciría los niveles de ruido transmitidos al suelo debido al blindaje proporcionado por el ala, estudios experimentales han demostrado que este diseño puede, de hecho, aumentar los niveles de ruido debido a las interacciones del escape del jet con la superficie trasera del ala y el borde de salida plano. En este trabajo, echamos un vistazo nuevamente a esta configuración de puerto de escape rectangular con algunas modificaciones conceptuales a la geometría del borde de salida para determinar si los niveles de ruido emitidos debido a las interacciones del jet pueden reducirse con respecto a una configuración base. Consideramos varios desplazamientos horizontales y verticales de la salida del jet con respecto a una placa plana que representa la superficie trasera del ala. Luego introducimos una serie de deformaciones sinusoidales en el borde de salida de la placa de amplitud y número de onda variables. Nuestros resultados muestran que los niveles de sonido emitidos debido a las interacciones jet-superficie pueden alterarse significativamente con las modificaciones geométricas propuestas. Si bien los niveles de sonido se mantuvieron bastante consistentes en muchas configuraciones, hubo algunas que mostraron tanto aumentos como disminuciones en los niveles de sonido en direcciones específicas. Presentamos aquí resultados para las configuraciones simuladas que mostraron la mayor disminución en los niveles de sonido generales con respecto a la línea base. Estos resultados proporcionan fuertes indicios de que tales modificaciones geométricas pueden potencialmente ser adaptadas para optimizar aún más las reducciones en los niveles de sonido.