Análisis por CFD de la capa límite turbulenta de placas planas y perfiles con rugosidad superficial

Abstract

La rugosidad superficial es un factor que influye significativamente en el flujo y transferencia térmica, al introducir perturbaciones en el perfil de velocidad, que afectan la fricción superficial, la mezcla turbulenta y el flujo de calor entre un cuerpo y el fluido. Pese a los avances alcanzados en la comprensión de los flujos turbulentos sobre superficies rugosas, las investigaciones están lejos de concluir. Entre las razones se citan la naturaleza caótica del flujo turbulento, la falta de un número importante de estudios sistemáticos, y la gran variedad de tipos de rugosidad. El objetivo de este trabajo es analizar las predicciones de la simulación de perfiles aerodinámicos con rugosidad y su influencia en su rendimiento aerodinámico, comparando con resultados experimentales. Para validar el modelo de rugosidad, se realizan simulaciones sobre una placa lisa y otra con diferentes valores de rugosidad uniforme, variando el número de Reynolds. Se extiende el estudio para analizar el flujo turbulento sobre perfiles con rugosidad en el borde de ataque, en particular un perfil NACA 63(3)-418, a diferentes ángulos de ataque.