IDDES Investigación de Vórtices en la Punta de las Aspas en Estado de Suspensión con Ranuras en la Punta
Autores: Shi, Wenbo; Zhang, Heng; Li, Yuanxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
IDDES Investigación de Vórtices en la Punta de las Aspas en Estado de Suspensión con Ranuras en la Punta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Punta de la cuchilla
Difusión de vórtices
Punta ranurada
Campo de flujo de estela
Núcleo de vórtice
Mezcla de turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las ranuras en la punta de una pala pueden suprimir eficazmente los vórtices de punta al difundir la estructura central de un vórtice y, por lo tanto, mitigar los impactos adversos de las interacciones de vórtices. En este artículo, se investiga numéricamente el efecto de una punta ranurada en la difusión de vórtices en estado de suspensión mediante la implementación del método IDDES utilizando el esquema WENO de quinto orden. El campo de flujo resultante muestra que el número de estructuras turbulentas secundarias, denominadas "gusanos de vórtice", cerca de la punta ranurada se reduce significativamente, lo que indica un debilitamiento de la rotación del núcleo del vórtice. Se encontró que la punta ranurada redujo el valor máximo de los perfiles de velocidad en las cercanías del núcleo del vórtice en aproximadamente un 50%. El resultado numérico es cercano a la conclusión experimental. Correspondientemente, el diámetro del núcleo del vórtice se duplica aproximadamente en cada edad del estela en relación con la pala de referencia, ya que el flujo local que pasa a través de las ranuras desintegrará la estructura estable de la región central durante las primeras etapas de generación del vórtice de punta. Esto promueve la mezcla de turbulencia, lo que resulta en la reducción del valor de vorticidad y el efecto de rotación cerca del núcleo del vórtice. Basado en los resultados generales, el estudio de los parámetros de la ranura demostró que reducir el número o el diámetro de las ranuras debilitará el efecto de difusión, causando una disminución en la tasa de flujo.
Descripción
Las ranuras en la punta de una pala pueden suprimir eficazmente los vórtices de punta al difundir la estructura central de un vórtice y, por lo tanto, mitigar los impactos adversos de las interacciones de vórtices. En este artículo, se investiga numéricamente el efecto de una punta ranurada en la difusión de vórtices en estado de suspensión mediante la implementación del método IDDES utilizando el esquema WENO de quinto orden. El campo de flujo resultante muestra que el número de estructuras turbulentas secundarias, denominadas "gusanos de vórtice", cerca de la punta ranurada se reduce significativamente, lo que indica un debilitamiento de la rotación del núcleo del vórtice. Se encontró que la punta ranurada redujo el valor máximo de los perfiles de velocidad en las cercanías del núcleo del vórtice en aproximadamente un 50%. El resultado numérico es cercano a la conclusión experimental. Correspondientemente, el diámetro del núcleo del vórtice se duplica aproximadamente en cada edad del estela en relación con la pala de referencia, ya que el flujo local que pasa a través de las ranuras desintegrará la estructura estable de la región central durante las primeras etapas de generación del vórtice de punta. Esto promueve la mezcla de turbulencia, lo que resulta en la reducción del valor de vorticidad y el efecto de rotación cerca del núcleo del vórtice. Basado en los resultados generales, el estudio de los parámetros de la ranura demostró que reducir el número o el diámetro de las ranuras debilitará el efecto de difusión, causando una disminución en la tasa de flujo.