Análisis del patrón de flujo desprendido en la estela del extradós de un perfil aerodinámico con sistema de control activo de flujo

Abstract

El estudio del comportamiento de un fluido a bajo número de Reynolds (20.000 a 200.000) resulta una necesidad fundamental en el diseño de vehículos que se encuentran sumergidos en él. Tanto vehículos aéreos no tripulados, UAV’s por sus siglas en inglés (UnmannedAerialVehicle), o micro vehículos aéreos (MAV), se ven sometidos a estas condiciones de funcionamiento. Un cambio en el ángulo de atraque de los mismos se refleja en un cambio en la circulación del perfil, el mismo puede deberse tanto a una maniobra de control como a un cambio en el flujo incidente. Por esta razón el comportamiento del vehículo se ve afectado por la turbulencia presente en el flujo incidente, la misma puede generar desprendimientos locales en el ala que llevan a perdidas parciales o totales de la sustentación. Para números de Reynolds por debajo de 5x10⁵, considerados como bajos números de Reynolds; bajo ciertas condiciones de separación, el flujo se desprende pudiendo o no readherirse conformando una burbuja de recirculación en el extradós de la superficie de sustentación. Esto claro dependiendo de la capa límite y condiciones del flujo locales. Dicha burbuja puede ser corta o larga,dependiendo de las perturbaciones presentes en el punto de separación y el número de Reynolds local basado en el espesor de la capa límite y en la velocidad local, provocando estos efectos en la circulación y por ende en la sustentación del perfil. Para la completa comprensión de este fenómeno se estudia con detenimiento la estela cercana de un perfil sometido a estas condiciones de flujo, este estudio nos muestra la configuración que adopta el flujo en dichas condiciones como también los mecanismos de desprendimiento de vórtices para las mismas, estos resultados permiten luego comparar este comportamiento con el del mismo perfil en las mismas condiciones de flujo pero dotado de un mecanismo de control de flujo, obteniendo así una cuantificación de los efectos del sistema de control. El presente trabajo presenta como objetivo el estudio y la cuantificación del comportamiento del flujo en el extradós de un perfil aerodinámico NACA 4412 sin un sistema de control de flujo y con un sistema de flujo tanto activo como pasivo en el intradós del perfil.