Estudio de Sensibilidad de Parámetros sobre la Distorsión de Flujo de Entrada en Turbofans Ingeridos por la Capa Límite
Autores: Zhao, Xin; Van Hoorn, Philip; Yao, Hua-Dong; Alderman, James
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de Sensibilidad de Parámetros sobre la Distorsión de Flujo de Entrada en Turbofans Ingeridos por la Capa Límite
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Eficiencia del ventilador
Emisiones de ruido
Ingestión de la capa límite
Capa límite del fuselaje
Distorsión del flujo de entrada
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La distorsión de la entrada al ventilador introducida por la ingestión de la capa límite del fuselaje es el desafío más crítico para realizar los beneficios de los conceptos de ingestión de capa límite (BLI). Minimizar el nivel de distorsión mientras se mantiene la cantidad deseada de capa límite ingerida y el flujo libre es crucial para minimizar las penalizaciones a la eficiencia del ventilador y las emisiones de ruido. En este documento, se realiza un estudio de sensibilidad paramétrica para examinar la integración de dos turboventiladores BLI semienterrados en el extremo trasero de un fuselaje típico de tubo y ala (TWB). Los parámetros clave que influyen en BLI, como las posiciones de instalación de la góndola, la posición del ala, la longitud del fuselaje, la forma del fuselaje trasero, la forma de la entrada y las condiciones de operación, fueron evaluados mediante dinámica de fluidos computacional (CFD). Entre los parámetros investigados, aumentar el espacio de instalación de la góndola en dirección transversal mejoró la distorsión de la entrada al reducir la separación por difusión, pero esto debe compensarse con el peso adicional y la resistencia de la góndola. Una variante de posición de ala alta mostró una fuerte interferencia entre el ala y la góndola, que debe evitarse ya que esto aumenta significativamente la complejidad de la distorsión de la entrada. Una variación moderada del ángulo de ataque (AOA) no afectó la distorsión de la entrada al ventilador, pero hubo una tendencia a que la interferencia del ala aumentara cuando se incrementó el AOA. Las conclusiones generales de este estudio serán útiles en el diseño conceptual de un tipo similar de configuración BLI, así como en una optimización más completa de este tipo de integración de avión y motor.
Descripción
La distorsión de la entrada al ventilador introducida por la ingestión de la capa límite del fuselaje es el desafío más crítico para realizar los beneficios de los conceptos de ingestión de capa límite (BLI). Minimizar el nivel de distorsión mientras se mantiene la cantidad deseada de capa límite ingerida y el flujo libre es crucial para minimizar las penalizaciones a la eficiencia del ventilador y las emisiones de ruido. En este documento, se realiza un estudio de sensibilidad paramétrica para examinar la integración de dos turboventiladores BLI semienterrados en el extremo trasero de un fuselaje típico de tubo y ala (TWB). Los parámetros clave que influyen en BLI, como las posiciones de instalación de la góndola, la posición del ala, la longitud del fuselaje, la forma del fuselaje trasero, la forma de la entrada y las condiciones de operación, fueron evaluados mediante dinámica de fluidos computacional (CFD). Entre los parámetros investigados, aumentar el espacio de instalación de la góndola en dirección transversal mejoró la distorsión de la entrada al reducir la separación por difusión, pero esto debe compensarse con el peso adicional y la resistencia de la góndola. Una variante de posición de ala alta mostró una fuerte interferencia entre el ala y la góndola, que debe evitarse ya que esto aumenta significativamente la complejidad de la distorsión de la entrada. Una variación moderada del ángulo de ataque (AOA) no afectó la distorsión de la entrada al ventilador, pero hubo una tendencia a que la interferencia del ala aumentara cuando se incrementó el AOA. Las conclusiones generales de este estudio serán útiles en el diseño conceptual de un tipo similar de configuración BLI, así como en una optimización más completa de este tipo de integración de avión y motor.