Mejora de un Modelo de Flujo Libre para el Análisis Aerodinámico y Aeroacústico de un Propulsor de Dos Palas a Pequeña Escala en Suspensión
Autores: Iannotta, Manuel; Visingardi, Antonio; Quagliarella, Domenico; De Gregorio, Fabrizio; Barbarino, Mattia; Zanotti, Alex
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejora de un Modelo de Flujo Libre para el Análisis Aerodinámico y Aeroacústico de un Propulsor de Dos Palas a Pequeña Escala en Suspensión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Mejora
Modelo de estela libre
Hélice a pequeña escala
Enfoque BEM
Aeroacústica
Procedimiento de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo del presente trabajo es la mejora de un modelo de estela libre para el análisis de una hélice de dos palas a pequeña escala en posición de vuelo estacionario. Las simulaciones se llevan a cabo utilizando un enfoque BEM implementado en el solucionador de mediana fidelidad RAMSYS. También se realiza una validación acústica utilizando la herramienta desarrollada ACO-FWH. El trabajo demuestra que incluso discrepancias leves en la geometría de la hélice deben ser tenidas en cuenta, ya que su influencia no es negligible, especialmente en la aeroacústica de la hélice. En particular, la modelización adecuada de las palas permite la correcta identificación de los sub-armónicos de los espectros de SPL. Se sigue un procedimiento de optimización basado en la aplicación del Algoritmo Genético Evolutivo para identificar los valores de los parámetros que describen las propiedades disipativas y difusivas en el modelo de núcleo de vórtice de Bhagwat-Leishman, una versión mejorada del clásico modelo de Lamb-Oseen. En promedio, este enfoque permitió una mejora adicional de la precisión del modelo numérico en términos de evaluación de la firma acústica con respecto a la obtenida solo modelando las disimilitudes de las palas. Los resultados obtenidos demuestran las prometedoras capacidades de un enfoque de estela libre de mediana fidelidad ajustado para simular los detalles aerodinámicos y acústicos de una hélice a pequeña escala en posición de vuelo estacionario, siempre que se realice una modelización geométrica precisa de la hélice y se seleccionen parámetros adecuados para ser utilizados en la modelización de la estela.
Descripción
El objetivo del presente trabajo es la mejora de un modelo de estela libre para el análisis de una hélice de dos palas a pequeña escala en posición de vuelo estacionario. Las simulaciones se llevan a cabo utilizando un enfoque BEM implementado en el solucionador de mediana fidelidad RAMSYS. También se realiza una validación acústica utilizando la herramienta desarrollada ACO-FWH. El trabajo demuestra que incluso discrepancias leves en la geometría de la hélice deben ser tenidas en cuenta, ya que su influencia no es negligible, especialmente en la aeroacústica de la hélice. En particular, la modelización adecuada de las palas permite la correcta identificación de los sub-armónicos de los espectros de SPL. Se sigue un procedimiento de optimización basado en la aplicación del Algoritmo Genético Evolutivo para identificar los valores de los parámetros que describen las propiedades disipativas y difusivas en el modelo de núcleo de vórtice de Bhagwat-Leishman, una versión mejorada del clásico modelo de Lamb-Oseen. En promedio, este enfoque permitió una mejora adicional de la precisión del modelo numérico en términos de evaluación de la firma acústica con respecto a la obtenida solo modelando las disimilitudes de las palas. Los resultados obtenidos demuestran las prometedoras capacidades de un enfoque de estela libre de mediana fidelidad ajustado para simular los detalles aerodinámicos y acústicos de una hélice a pequeña escala en posición de vuelo estacionario, siempre que se realice una modelización geométrica precisa de la hélice y se seleccionen parámetros adecuados para ser utilizados en la modelización de la estela.