Caracterización del vórtice de salida de un ala rectangular mediante dinámica de fluidos computacional (CFD)

Patiño Bazaldúa, Andrés Francisco (2017) Caracterización del vórtice de salida de un ala rectangular mediante dinámica de fluidos computacional (CFD). Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Como consecuencia del aumento del tránsito aéreo, tanto el ahorro de combustible de las aeronaves y la disminución de los riesgos de accidentes aéreos son necesidades que se deben atender de manera eficaz. El objetivo de este trabajo de tesis consiste en conocer de manera detallada el fenómeno del vórtice de salida producido por un ala recta de cuerda geométrica constante. Al atender este objetivo, promovemos un conocimiento más amplio sobre la formación y evolución de los vórtices de salida y su contribución con la eficiencia ´ aerodinámica de las alas de longitud finita. ´ Para solucionar este problema, extensas investigaciones se han llevado a cabo para mejorar la comprensión básica de la dinámica, la estructura y la disipación del vórtice de salida en el extremo del ala. Hasta ahora no todos los detalles importantes son bien comprendidos. Para poder hacer una evaluación correcta es necesario realizar análisis cuantitativos del flujo de cantidad de movimiento alrededor del ala, tarea que resulta complicada debido a la complejidad del flujo y a la incertidumbre que es inherente al modelado de la turbulencia y la geometría del ala. Una estrategia ampliamente usada para atender este problema consiste en resolver modelos matemáticos que evalúan los procesos de interacción dinámica de los flujos de cantidad de movimiento alrededor de un ala aerodinámica con perfil simétrico conocido, variando el diseño del extremo del ala y considerando al aire como un fluido viscoso e incompresible. En este trabajo se caracterizan las cualidades aerodinámicas, en régimen subsónico, del ala recta con modificaciones en la geometría redondeada en el extremo del ala. La hipótesis que da pie a esta investigación es que la rapidez de disipación de los vórtices secundarios cambia significativamente con la redondez de la punta alar, lo que conduce a que las componentes de esfuerzos de Reynolds presenten simetría espacial en una etapa más temprana. El análisis de las alas se realizó empleando como herramienta principal la Dinámica de Fluidos Computacional. En el estudio se crearon dos geometrías tridimensionales virtuales. Las alas se crearon utilizando el perfil aerodinámico NACA0012 original, y el mismo perfil con modificaciones de geometría de borde redondeado. Se generó y se verifico la discretizacion del dominio geométrico, empleando la estrategia de wall y + y la calidad de oblicuidad de la malla. Se utilizó el modelo de turbulencia Shear Stress Transport (SST) y ´ los resultados se validaron mediante la comparación con datos experimentales presentados ´ en la literatura, obteniendo una comparación adecuada para flujos subsónicos. Los resultados obtenidos a partir del modelado computacional se pueden emplear para desarrollar estrategias que modifiquen la rapidez de disipación de los vórtices de salida generando oportunidades para reducir el tamaño de la estela, reducir el arrastre inducido ˜ en el ala, el ahorro de combustible y la disminución de accidentes aéreos debidos a la turbulencia de estela generada por las aeronaves.

Tipo de elemento: Tesis (Maestría)
Información adicional: Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Energías Térmica y Renovable
Divisiones: Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Usuario depositante: Lic. Josimar Pulido
Creadores:
CreadorEmailORCID
Patiño Bazaldúa, Andrés FranciscoNO ESPECIFICADONO ESPECIFICADO
Fecha del depósito: 08 Nov 2019 18:06
Última modificación: 17 Dic 2019 20:44
URI: http://eprints.uanl.mx/id/eprint/17854

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