En este proyecto se emplea la simulación CFD para cuantificar el efecto de unos sellos aerodinámicos sobre los coeficientes de sustentación y arrastre para unos perfiles del A-330. El objetivo es comparar los parámetros adimensionales habituales en aerodinámica de un conjunto de perfiles 2D con su configuración estándar y con la configuración con sello optimizado.
El software empleado para las simulaciones de aerodinámica externa es ScFlow, que forma parte de la herramienta Cradle CFD de Hexagon.
En primer lugar, se realiza una validación de la metodología a emplear mediante el estudio de unos perfiles NACA de los que se disponen de datos experimentales. De esta forma podemos encontrar los parámetros de mallado y modelos de turbulencia que den resultados más ajustados a la realidad en este tipo de simulaciones con ScFlow.
Se trabaja con los perfiles NACA 0012, NACA 2412 y NACA 4412. Se estudia el coeficiente de presión en el perfil y parámetros globales para diferentes ángulos de ataque, como son los coeficientes de Lift y Drag. Estos también se contrastan con datos de XFoil, que emplea el método de paneles. Los resultados numéricos muestran muy buena concordancia con los experimentales como se muestra en la imagen:
Con la metodología validada y el criterio de mallado establecido, se procede a preparar los modelos de las diferentes secciones a estudio en ScFlow. Las simulaciones se realizan para condiciones de vuelo estándar establecidas. Para ello se debe emplear un modelo que considere flujo compresible. La siguiente imagen muestra algunos detalles del mallado:
Las simulaciones calculan hasta alcanzar los criterios de convergencia establecidos, tanto de residuos como de los parámetros a estudio, especialmente las fuerzas en el perfil.
Los resultados gráficos de interés son las distribuciones de velocidad, presión y número de Mach alrededor del perfil. Estos se representan en los diferentes casos simulados ya que ayudan a entender la evolución de los parámetros de interés. Esta posibilidad de ver en detalle los campos de magnitudes calculados es una de las ventajas del CFD para este tipo de estudios, puesto que facilita extraer conclusiones sobre los diseños.
La siguiente imagen muestra un ejemplo de resultados obtenidos con este tipo de estudios para el comportamiento global del perfil:
Los resultados de la simulación CFD en cuanto a coeficientes de Lift y Drag se obtienen también de los cálculos y se proporcionan comparando los casos de diseño estándar y con los sellos aerodinámicos propuestos. Esto permite evaluar la mejora en sustentación y arrastre que proporcionan, permitiendo identificar la mejora que supondría su incorporación a la eficiencia de la aeronave.
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