Supresión de Buffet Transónico mediante Optimización de Perfil Aerodinámico
Autores: Gong, Yiming; Gao, Chuanqiang; Zhang, Weiwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Supresión de Buffet Transónico mediante Optimización de Perfil Aerodinámico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Técnicas de supresión de buffet
Control de flujo activo y pasivo
Optimización aerodinámica
Análisis de estabilidad global
Metodología de supresión de buffet transónico
Diseño de perfiles alares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las principales técnicas de supresión de buffet en aeronaves incluyen el control de flujo activo y pasivo, con el objetivo de reducir el impacto de las cargas fluctuantes en el perfil alar. Estas técnicas son remedios después del diseño del perfil alar. La supresión del buffet no siempre se considera en la optimización aerodinámica en el estado del diseño del perfil alar porque es difícil extraer una variable objetivo clave apropiada que indique la estabilidad del flujo. En este artículo, la tasa de amortiguamiento de la perturbación, que se calcula mediante el análisis de estabilidad global, se puede utilizar para indicar la estabilidad del flujo. Basado en el análisis de estabilidad global, se propone una metodología de supresión de buffet transónica mediante la optimización del perfil alar. El objetivo es mejorar el rendimiento aerodinámico así como la estabilidad del flujo en el estado de vuelo deseado. Se elige el perfil alar RAE2822 como el perfil inicial. Se desarrolla un punto de referencia para el diseño de optimización de configuración aerodinámica no estacionaria considerando la supresión del buffet. Primero, se verifican los métodos numéricos y se elige la tasa de amortiguamiento de la perturbación como una restricción en la optimización aerodinámica para extender el inicio del buffet. Luego, se utilizan modelos sustitutos construidos mediante la interpolación de función de base radial para reemplazar el solucionador de dinámica de fluidos computacional (CFD). Se utiliza la optimización basada en enseñanza y aprendizaje (TLBO). Finalmente, se comparan y analizan las características aerodinámicas y de estabilidad del flujo del perfil alar antes y después de la optimización. El marco de optimización propuesto no solo puede mejorar las características aerodinámicas en el estado de crucero, sino que también puede suprimir el buffet transónico a mayores ángulos de ataque.
Descripción
Las principales técnicas de supresión de buffet en aeronaves incluyen el control de flujo activo y pasivo, con el objetivo de reducir el impacto de las cargas fluctuantes en el perfil alar. Estas técnicas son remedios después del diseño del perfil alar. La supresión del buffet no siempre se considera en la optimización aerodinámica en el estado del diseño del perfil alar porque es difícil extraer una variable objetivo clave apropiada que indique la estabilidad del flujo. En este artículo, la tasa de amortiguamiento de la perturbación, que se calcula mediante el análisis de estabilidad global, se puede utilizar para indicar la estabilidad del flujo. Basado en el análisis de estabilidad global, se propone una metodología de supresión de buffet transónica mediante la optimización del perfil alar. El objetivo es mejorar el rendimiento aerodinámico así como la estabilidad del flujo en el estado de vuelo deseado. Se elige el perfil alar RAE2822 como el perfil inicial. Se desarrolla un punto de referencia para el diseño de optimización de configuración aerodinámica no estacionaria considerando la supresión del buffet. Primero, se verifican los métodos numéricos y se elige la tasa de amortiguamiento de la perturbación como una restricción en la optimización aerodinámica para extender el inicio del buffet. Luego, se utilizan modelos sustitutos construidos mediante la interpolación de función de base radial para reemplazar el solucionador de dinámica de fluidos computacional (CFD). Se utiliza la optimización basada en enseñanza y aprendizaje (TLBO). Finalmente, se comparan y analizan las características aerodinámicas y de estabilidad del flujo del perfil alar antes y después de la optimización. El marco de optimización propuesto no solo puede mejorar las características aerodinámicas en el estado de crucero, sino que también puede suprimir el buffet transónico a mayores ángulos de ataque.