CFD-08. Aerodinámica CFD. Flujo compresible.

En esta nueva entrada sobre Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) vamos a simular la aerodinámica externa de un perfil NACA 0012. Para este estudio utilizaremos también Acusolve con los preprocesadores Hypermesh e Hyperworks CFD. En este campo de estudios CFD, Acusolve cuenta con una documentación y validación especialmente amplia.

La geometría del perfil junto con muchos otros datos experimentales pueden encontrarse fácilmente en la bibliografía. El estudio parte en este caso de un mallado realizado previamente con Ansys Fluent, el cual puede verse en la imagen importado en Hypermesh.

Mallado CFD para estudio de la aerodinámica de un perfil NACA 0012

Todos los pasos a seguir desde la importación a la obtención de resultados se encuentran detallados en un tutorial disponible en nuestra sección de Descargas.

Pre-proceso con Hyperworks CFD e Hypermesh para Aerodinámica

Para este tipo de problema, en el que se parte de una malla realizada en otro software, proponemos dos soluciones diferentes. La primera sigue el enfoque de los anteriores tutoriales y se basa en emplear únicamente Hyperworks CFD partiendo de la geometría para construir el modelo. La segunda y más recomendable es emplear Hypermesh para trabajar directamente con el mallado proporcionado. Los resultados mostrados al final de la entrada corresponden al segundo método. En cualquiera de los dos casos, para captar bien los fenómenos que ocurren en este tipo de flujos la zona cercana al perfil aerodinámico debe mallarse con elementos muy finos.

En la siguiente imagen se muestra el modelo ya construido dentro de Hyperworks CFD junto con el resumen de características del mallado.

Mallado CFD en Acusolve de un perfil aerodinámico

Resolución y Post-proceso

La simulación con Acusolve trabaja con las ecuaciones de flujo compresible y proporciona todos los resultados de interés en este tipo de estudios. En las siguientes imágenes se muestran los perfiles de presiones y número de Mach tras dejar al software realizar 1000 iteraciones. En general, este tipo de análisis sobre aerodinámica suele requerir bastantes iteraciones para alcanzar una convergencia clara en los resultados numéricos de interés.

Resultados de presión y número de mach para el estudio de aerodinámica con CFD

Por último, el tutorial muestra un estudio de los coeficientes de sustentación y empuje del perfil aerodinámico empleando la herramienta “AcuLiftDrag” incluida en el software Acusolve. A esta se le proporcionan los resultados de la simulación para realizar el cálculo. Estos se comparan con resultados experimentales, mostrando errores relativos inferiores al 4% en ambos casos.

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