Comportamiento aerodinámico de perfiles de bajo Reynolds, inmersos en flujo turbulento

Abstract

El objetivo del presente trabajo de Tesis es el de estudiar experimentalmente, en túnel de capa límite, el comportamiento aerodinámico de perfiles de bajo Reynolds inmersos en flujos turbulentos y el análisis de dichos perfiles dotados de superficies de control y/o elementos que cambien su performance en vuelo para diferentes configuraciones del flujo incidente. Es sabido que cuando una aeronave se encuentra volando por debajo de los 600 metros esta inmersa dentro de lo que denominamos baja capa límite atmosférica, el comportamiento de la aeronave en estas condiciones es muy diferente a alturas mayores aunque utilice el mismo perfil aerodinámico. Dicha capa límite es esencialmente de naturaleza turbulenta, en la cual los vientos de superficie ‘"destruyen" la estratificación de densidades, predominando entonces los flujos de corte turbulentos por sobre los laminares. En condiciones de aterrizaje o despegue, la aeronave se encuentra también inmersa en este flujo. La turbulencia a la cual estará sometido el avión dependerá de la geografía de la zona, de la temperatura, humedad, presión, vientos predominantes, etc., por lo tanto es de suma importancia determinar la estructura de la turbulencia en una zona determinada, para luego recrearla o simularla en el túnel de viento en el cual se realizan los ensayos de los perfiles. Por tal motivo se generará, en el túnel de viento, flujos turbulentos con diferentes escalas espaciales en comparación con la escala del modelo a ensayar, pero con similares distribuciones verticales de velocidades medias. En esas condiciones se procede, en una primera etapa, al ensayo de los modelos sin ningún dispositivo de control, de tal manera de poder obtener las características aerodinámicas de los mismos. Mas adelante se colocarán diferentes dispositivos sobre el extradós y/o intradós de los perfiles de manera tal de estudiar como es el comportamiento de los mismos en el flujo turbulento y poder seguir su evolución con el objetivo de encontrar que configuración de dispositivos es la mas eficiente y con que flujo incidente. Se eligieron diferentes tipos de perfiles como son el Selig 4083, el Selig - Donovan 7037 y el Eppler 387, representativos de la extensa gama de perfiles de bajo Reynolds. Todos los datos obtenidos de este trabajo se pueden utilizar no solo para diseño preliminar, sino también para modificar dispositivos ya existentes, de manera de aumentar su eficiencia cuando estos están inmersos en diferentes configuraciones turbulentas. Se utilizarán también para validar datos que se obtienen mediante simulaciones por computadoras (CFD - Computacional Fluid Dynamics).