Estudio Numérico del Mecanismo de Mejora de la Sustentación del Control de Circulación en Flujo Transónico
Autores: Chen, Ye; Hou, Zhongxi; Deng, Xiaolong; Guo, Zheng; Shao, Shuai; Xu, Boting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudio Numérico del Mecanismo de Mejora de la Sustentación del Control de Circulación en Flujo Transónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Elevación
Control de circulación
Velocidades transónicas
Simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds
Superficie Coanda
Rendimiento aerodinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El levantamiento de una aeronave puede mejorarse eficazmente mediante la tecnología de control de circulación (CC) a velocidades subsónicas, pero la eficiencia a velocidades transónicas disminuye considerablemente. El mecanismo subyacente de este fenómeno no se comprende completamente. En este estudio, se utilizó una simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds con un modelo de transporte de tensión cortante para investigar el mecanismo de mejora del levantamiento por CC en flujo transónico. Para la validación, los resultados numéricos de CC se compararon con los datos experimentales de la NASA obtenidos para un perfil aerodinámico de CC transónico. Posteriormente, se modificó el perfil aerodinámico RAE2822 con una superficie Coanda. Se probaron los efectos de mejora del levantamiento de CC mediante soplado constante con diferentes coeficientes de momento a 0.8, y se investigaron varios fenómenos de mecánica de fluidos. Los resultados indican que la estructura del flujo del chorro de CC es insensible a las condiciones del flujo entrante debido a la similitud con el campo de presión estática local alrededor del borde de salida del perfil aerodinámico. Debido a la aparición de ondas de choque en la superficie del perfil aerodinámico en el régimen transónico, el rendimiento del chorro de CC está restringido al borde de salida del perfil aerodinámico. El CC transónico logró una ligera mejora en el rendimiento aerodinámico gracias a un cambio favorable en el patrón de ondas de choque y al flujo acelerado en la región de separación en las superficies del perfil aerodinámico. Revelar el mecanismo de mejora del levantamiento de CC en el régimen transónico puede facilitar el diseño racional de nuevos actuadores fluidos con alta actividad y expandir las aplicaciones potenciales de la tecnología CC.
Descripción
El levantamiento de una aeronave puede mejorarse eficazmente mediante la tecnología de control de circulación (CC) a velocidades subsónicas, pero la eficiencia a velocidades transónicas disminuye considerablemente. El mecanismo subyacente de este fenómeno no se comprende completamente. En este estudio, se utilizó una simulación de Navier-Stokes promediada por Reynolds con un modelo de transporte de tensión cortante para investigar el mecanismo de mejora del levantamiento por CC en flujo transónico. Para la validación, los resultados numéricos de CC se compararon con los datos experimentales de la NASA obtenidos para un perfil aerodinámico de CC transónico. Posteriormente, se modificó el perfil aerodinámico RAE2822 con una superficie Coanda. Se probaron los efectos de mejora del levantamiento de CC mediante soplado constante con diferentes coeficientes de momento a 0.8, y se investigaron varios fenómenos de mecánica de fluidos. Los resultados indican que la estructura del flujo del chorro de CC es insensible a las condiciones del flujo entrante debido a la similitud con el campo de presión estática local alrededor del borde de salida del perfil aerodinámico. Debido a la aparición de ondas de choque en la superficie del perfil aerodinámico en el régimen transónico, el rendimiento del chorro de CC está restringido al borde de salida del perfil aerodinámico. El CC transónico logró una ligera mejora en el rendimiento aerodinámico gracias a un cambio favorable en el patrón de ondas de choque y al flujo acelerado en la región de separación en las superficies del perfil aerodinámico. Revelar el mecanismo de mejora del levantamiento de CC en el régimen transónico puede facilitar el diseño racional de nuevos actuadores fluidos con alta actividad y expandir las aplicaciones potenciales de la tecnología CC.