Mejorando la Resolución de los Vórtices en la Punta de la Hélice en Suspensión con un Esquema WENO de Alto Orden y Métodos Híbridos RANS-LES
Autores: Shi, Wenbo; Zhang, Heng; Li, Yuanxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejorando la Resolución de los Vórtices en la Punta de la Hélice en Suspensión con un Esquema WENO de Alto Orden y Métodos Híbridos RANS-LES
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vórtices en la punta de la pala
Resolución espacial
Distribuciones del núcleo del vórtice
Método RANS
Turbulencia
Núcleo del vórtice
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La predicción precisa de los vórtices en la punta de las palas sigue siendo un desafío para la investigación de la aerodinámica de rotores. En el trabajo actual, se simula el sistema de vórtices en la punta de las palas de un rotor Caradonna-Tung en estado de flotación, utilizando un esquema WENO de alto orden y un método híbrido RANS/LES de manera progresiva. Con el método RANS basado en un esquema WENO-Roe de quinto orden, se mejora significativamente la resolución espacial de la edad del estela y la precisión de los vórtices en la punta. Sin embargo, la inestabilidad del sistema de vórtices no se logra distinguir. Luego, se implementan los métodos DDES e IDDES, acoplados con un esquema WENO-Roe de quinto orden, para mejorar aún más la resolución de la turbulencia espacial. En comparación con RANS, la mejora de la resolución espacial se refleja tanto en los resultados estadísticos como en los transitorios con DDES. Se pueden predecir distribuciones identificables de núcleos de vórtices en edades de estela más antiguas. La característica asimétrica de los vórtices en la punta de las palas se revela junto con la liberación de fluctuaciones, mientras que la distribución predicha de los perfiles de velocidad en el núcleo del vórtice se mejora. Con la aplicación de IDDES, se capturan las estructuras turbulentas secundarias alrededor del núcleo del vórtice primario de los vórtices en la punta de las palas, mientras se observan los comportamientos complejos de los vórtices. Sin embargo, las estadísticas del campo de flujo promedio son similares a las de DDES.
Descripción
La predicción precisa de los vórtices en la punta de las palas sigue siendo un desafío para la investigación de la aerodinámica de rotores. En el trabajo actual, se simula el sistema de vórtices en la punta de las palas de un rotor Caradonna-Tung en estado de flotación, utilizando un esquema WENO de alto orden y un método híbrido RANS/LES de manera progresiva. Con el método RANS basado en un esquema WENO-Roe de quinto orden, se mejora significativamente la resolución espacial de la edad del estela y la precisión de los vórtices en la punta. Sin embargo, la inestabilidad del sistema de vórtices no se logra distinguir. Luego, se implementan los métodos DDES e IDDES, acoplados con un esquema WENO-Roe de quinto orden, para mejorar aún más la resolución de la turbulencia espacial. En comparación con RANS, la mejora de la resolución espacial se refleja tanto en los resultados estadísticos como en los transitorios con DDES. Se pueden predecir distribuciones identificables de núcleos de vórtices en edades de estela más antiguas. La característica asimétrica de los vórtices en la punta de las palas se revela junto con la liberación de fluctuaciones, mientras que la distribución predicha de los perfiles de velocidad en el núcleo del vórtice se mejora. Con la aplicación de IDDES, se capturan las estructuras turbulentas secundarias alrededor del núcleo del vórtice primario de los vórtices en la punta de las palas, mientras se observan los comportamientos complejos de los vórtices. Sin embargo, las estadísticas del campo de flujo promedio son similares a las de DDES.