La Influencia de la Geometría de la Boquilla de Salida en el Rendimiento del Actuador de Chorro Barrido
Autores: Alam, Mobashera; Kara, Kursat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La Influencia de la Geometría de la Boquilla de Salida en el Rendimiento del Actuador de Chorro Barrido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Actuador de chorro barrido
Extensión Coanda
Separación de flujo aerodinámico
Geometrías de boquilla de salida
Simulación URANS
Frecuencia de oscilación
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Cuando se presiona con un fluido, el actuador de chorro oscilante autoinducido y autosostenido (SWJA) emite un chorro biestable temporalmente continuo, pero espacialmente oscilante en la salida. El SWJA acumula momento local utilizando la extensión de Coanda sin ninguna parte móvil y, por lo tanto, puede ser una herramienta prometedora para suprimir la separación del flujo aerodinámico. Sin embargo, el SWJA necesita ser integrado en superficies aerodinámicas curvas con un ángulo. El presente estudio se centra en investigar los efectos de varias geometrías de boquillas de salida en el campo de flujo. Los parámetros geométricos considerados fueron el ángulo de la boquilla de salida, la longitud del brazo del difusor y la curvatura. El fluido de trabajo fue aire, y la tasa de flujo másico fue de 0.015 lb/s. Se calculó un conjunto de campos de flujo dependientes del tiempo utilizando una simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds no estacionaria bidimensional (URANS). La historia temporal de la presión se registró dentro de los canales de retroalimentación superior e inferior. La frecuencia de oscilación del chorro se obtuvo empleando la transformada rápida de Fourier (FFT) para todos los conjuntos de datos. Los resultados se compararon con el caso base y los datos disponibles en la literatura. Los resultados mostraron que las variaciones geométricas externas en la salida de la boquilla tenían un impacto negligible en la frecuencia de oscilación. Sin embargo, hubo efectos notables en la distribución de presión y velocidad en el campo de flujo, lo que indica que el actuador tenía sensibilidad hacia la variación geométrica de la boquilla de salida: cuanto más ancha era la boquilla de salida, menor era la velocidad aguas abajo. Notablemente, observamos que la velocidad media en la boquilla de salida aguas abajo para el caso de curvatura era un 40.3% más alta que la del SWJA de referencia.
Descripción
Cuando se presiona con un fluido, el actuador de chorro oscilante autoinducido y autosostenido (SWJA) emite un chorro biestable temporalmente continuo, pero espacialmente oscilante en la salida. El SWJA acumula momento local utilizando la extensión de Coanda sin ninguna parte móvil y, por lo tanto, puede ser una herramienta prometedora para suprimir la separación del flujo aerodinámico. Sin embargo, el SWJA necesita ser integrado en superficies aerodinámicas curvas con un ángulo. El presente estudio se centra en investigar los efectos de varias geometrías de boquillas de salida en el campo de flujo. Los parámetros geométricos considerados fueron el ángulo de la boquilla de salida, la longitud del brazo del difusor y la curvatura. El fluido de trabajo fue aire, y la tasa de flujo másico fue de 0.015 lb/s. Se calculó un conjunto de campos de flujo dependientes del tiempo utilizando una simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds no estacionaria bidimensional (URANS). La historia temporal de la presión se registró dentro de los canales de retroalimentación superior e inferior. La frecuencia de oscilación del chorro se obtuvo empleando la transformada rápida de Fourier (FFT) para todos los conjuntos de datos. Los resultados se compararon con el caso base y los datos disponibles en la literatura. Los resultados mostraron que las variaciones geométricas externas en la salida de la boquilla tenían un impacto negligible en la frecuencia de oscilación. Sin embargo, hubo efectos notables en la distribución de presión y velocidad en el campo de flujo, lo que indica que el actuador tenía sensibilidad hacia la variación geométrica de la boquilla de salida: cuanto más ancha era la boquilla de salida, menor era la velocidad aguas abajo. Notablemente, observamos que la velocidad media en la boquilla de salida aguas abajo para el caso de curvatura era un 40.3% más alta que la del SWJA de referencia.