Estudio Experimental sobre el Efecto de los Medios Porosos en el Rendimiento Aerodinámico de las Alas
Autores: Kong, Wenjie; Dong, Hao; Wu, Jie; Zhao, Yidi; Jin, Zhou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Experimental sobre el Efecto de los Medios Porosos en el Rendimiento Aerodinámico de las Alas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Medios porosos
Rendimiento aerodinámico
Perfil alar
Reducción de resistencia
Estructura de vórtice
Visualización del flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los medios porosos tienen aplicaciones potenciales en maquinaria de fluidos y en ciencia e ingeniería aeroespacial debido a sus excelentes propiedades de reducción de arrastre. Realizamos una investigación experimental de velocimetría de imágenes de partículas resueltas en el tiempo (TR-PIV), colocando medios porosos con diferentes densidades de poros en el lado de succión de un perfil aerodinámico en el túnel de viento de recirculación de baja turbulencia de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing para estudiar los efectos y mecanismos de los medios porosos en el rendimiento aerodinámico del perfil. También utilizamos un modelo de perfil aerodinámico liso en el experimento para comparación. Al comparar las fuerzas aerodinámicas, las distribuciones de presión y el campo de flujo del lado de succión del perfil, encontramos que los medios porosos con diferentes densidades de poros tenían diferentes efectos en el rendimiento aerodinámico del perfil. Aunque los medios porosos con 20PPI (poros por pulgada) aumentaron el arrastre por presión y redujeron la sustentación del perfil, redujeron considerablemente el arrastre por fricción, mejorando así significativamente la fuerza aerodinámica del perfil. Los resultados de visualización del flujo indicaron que, aunque los medios porosos con 20PPI redujeron la circulación de la velocidad del flujo alrededor del lado de succión del perfil, también destruyeron la estructura del vórtice, rompieron el vórtice de gran escala de baja frecuencia en un vórtice granular de alta frecuencia, inhibieron la amplitud de la fluctuación del vórtice, redujeron el esfuerzo cortante en la superficie del perfil, debilitaron la energía del vórtice de diferentes modos y aceleraron la evolución espaciotemporal del vórtice.
Descripción
Los medios porosos tienen aplicaciones potenciales en maquinaria de fluidos y en ciencia e ingeniería aeroespacial debido a sus excelentes propiedades de reducción de arrastre. Realizamos una investigación experimental de velocimetría de imágenes de partículas resueltas en el tiempo (TR-PIV), colocando medios porosos con diferentes densidades de poros en el lado de succión de un perfil aerodinámico en el túnel de viento de recirculación de baja turbulencia de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing para estudiar los efectos y mecanismos de los medios porosos en el rendimiento aerodinámico del perfil. También utilizamos un modelo de perfil aerodinámico liso en el experimento para comparación. Al comparar las fuerzas aerodinámicas, las distribuciones de presión y el campo de flujo del lado de succión del perfil, encontramos que los medios porosos con diferentes densidades de poros tenían diferentes efectos en el rendimiento aerodinámico del perfil. Aunque los medios porosos con 20PPI (poros por pulgada) aumentaron el arrastre por presión y redujeron la sustentación del perfil, redujeron considerablemente el arrastre por fricción, mejorando así significativamente la fuerza aerodinámica del perfil. Los resultados de visualización del flujo indicaron que, aunque los medios porosos con 20PPI redujeron la circulación de la velocidad del flujo alrededor del lado de succión del perfil, también destruyeron la estructura del vórtice, rompieron el vórtice de gran escala de baja frecuencia en un vórtice granular de alta frecuencia, inhibieron la amplitud de la fluctuación del vórtice, redujeron el esfuerzo cortante en la superficie del perfil, debilitaron la energía del vórtice de diferentes modos y aceleraron la evolución espaciotemporal del vórtice.