Estudio Aerodinámico de Perfiles con Espesor con el Método de Red de Vórtices
Palavras-chave:
Perfiles no Delgados, Aerodinámica, Vortices Puntuales, Flujo PotencialResumo
En este trabajo, se presenta un estudio numérico de las características aerodinámicas de perfiles alares mediante el método de red de vórtices (VLM). La implementación computacional desarrollada permite simulaciones del tipo estacionarias, cuasi-estacionarias e inestacionarias de perfiles aerodinámicos en dos dimensiones. En este trabajo, se cuantifica el error de estimación de la herramienta computacional en función de la geometría del perfil alar: espesor y curvatura de la línea media (combadura), y de la discretización. Se observa que para los perfiles NACA el error de estimación de la pendiente de sustentación aumenta al aumentar el espesor del perfil, pero se mantiene acotado entre el 5% y el 20% para espesores de hasta el 12%. Con respecto a la curvatura la línea media del perfil, el error en la estimación de la sustentación para ángulo de ataque nulo aumenta al aumentar la combadura y puede alcanzar el 50 %. Finalmente, para el perfil DU97W300, la herramienta numérica demuestra un gran potencial ya que predice con gran precisión la distribución de presión experimental para ángulos de ataque relativamente pequeños y también estima con un error menor al 10% la pendiente de sustentación y sustentación para ángulo de ataque nulo.
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Referências
[1] Abbott, I. H. A. y Von Doenhoff, A. E. (1959). Theory of wing sec- tions, including a summary of airfoil data. Dover Publications.
[2] Antman, S. (2005). Nonlinear Problems of Elasticity, volumen 107 de Applied Mathematical Sciences. Springer.
[3] Baldacchino, D., Ferreira, C., Tavernier, D. D., Timmer, W. A., y van Bussel, G. J. W. (2018). “Experimental parameter study for passive vortex generators on a 30% thick airfoil”. Wind Energy, 21(9):745– 765.
[4] Chow, C. Y. y Huang, M. K. (1982). “The initial lift and drag of an impulsively started airfoil of finite thickness”. Journal of Fluid Mechanics, 118:393–409.
[5] Drela, M. (1989). “Xfoil: An analysis and design system for low rey- nolds number airfoils”. En: Low Reynolds number aerodynamics, pp. 1–12. Springer.
[6] Drela, M. y Giles, M. B. (1987). “Viscous-inviscid analysis of transonic and low reynolds number airfoils”. AIAA journal, 25(10):1347–1355.
[7] Graham, J. M. R. (1983). “The lift on an aerofoil in starting flow”. Journal of Fluid Mechanics, 133:413–425.
[8] Jacobs, E., Ward, K., y Pinkerton, R. (1935). “The characteristics of 78 related airfoils sections from tests in the variable-density wind tunnel”. Reporte técnico No 460, National Advisory Commitee for Aeronautics (NACA), Washington D.C.
[9] Katz, J. (2019). “Convergence and accuracy of potential-flow methods”. Journal of Aircraft, 56(6):2371–2375.
[10] Katz, J. y Plotkin, A. (2001). Low-speed aerodynamics. Cambridge university press.
[11] Mook, D. T. y Dong, B. (1994). “Perspective: numerical simulations of wakes and blade-vortex interaction”. J. Fluids Eng., 116(1):5–21.
[12] Prandtl, L. y Tietjens, O. G. (1934). Fundamentals of hydro-and ae- romechanics. Republished by Dover in 1957.
[13] Pullin, D. I. y Perry, A. E. (1980). “Some flow visualization experi- ments on the starting vortex”. Journal of Fluid Mechanics, 97(2):239– 255.
[14] Ramesh, K., Gopalarathnam, A., Granlund, K., Ol, M., y Edwards, J. (2014). “Discrete-vortex method with novel shedding criterion for unsteady aerofoil flows with intermittent leading-edge vortex shed- ding”. Journal of Fluid Mechanics, 751:500.
[15] Roesler, B. T. y Epps, B. P. (2018). “Discretization requirements for vortex lattice methods to match unsteady aerodynamics theory”. AIAA Journal, 56(6):2478–2483.
[16] Rohatgi, A. (2020). “Webplotdigitizer: Version 4.3”.
[17] Saffman, P. G. (1992). Vortex dynamics. Cambridge university press.
[18] Valdez, M. F., Preidikman, S., y Larsen, S. E. F. (2017). “Análisis aerodinámico de perfiles con múltiples superficies para control y re- dirección de flujo”. Mecánica Computacional, 35(26):1517–1539.
[19] Wagner, H. (1925). “Über die entstehung des dynamischen auftriebes von tragflügeln”. ZAMM-Journal of Applied Mathematics and Mecha- nics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 5(1):17– 35.
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