Estudio experimental sobre la influencia del ciclo de actividad en la inyección pulsada de aire

Abstract

Una cavidad expuesta a un flujo de aire produce varios fenómenos aerodinámicos dependiendo de factores como las dimensiones, la velocidad de la corriente libre, la interacción con el resto del fuselaje, etc. Pero se pueden agrupar en dos efectos para su estudio; uno es el aumento de la resistencia y el otro es el efecto aeroacústico. Este último no solo genera molestias a los pasajeros y a los alrededores de los aeropuertos, sino que también puede afectar la estructura con fenómenos de resonancia. Los primeros trabajos sobre el estudio de cavidades se remontan a la década del 50, donde se empezaron a obtener mediciones de presión en las paredes para distintas relaciones de profundidad y largo, también se observó el fenómeno acústico. Pero fue en el trabajo de Rossiter en 1964 en donde se plantea un método para la medición de la frecuencia de los tonos producidos por el flujo de aire en cavidades abiertas. En 1990 un trabajo de la NASA recoge mucha información para aumentar la base de datos con mediciones de presión y velocidad, observándose entre otras cosas que existe menos inestabilidad en cavidades profundas para bajos números de Reynolds que en cavidades poco profundas.En las últimas décadas los avances se dieron en las formas de control del flujo en cavidades. Según Cattafesta [5], se pueden clasificar las técnicas de eliminación de oscilaciones en cavidades en control pasivo y activo, luego el activo se divide entre lazo abierto y lazo cerrado, y este último puede ser estático o dinámico. Trabajos con inyección pulsada de aire indican que se consiguen mejores resultados que cuando se utiliza inyección continua. Shaw [8, 9] sugiere que la magnitud de la disminución de los decibeles del efecto aeroacústico es función del caudal y de la frecuencia de pulsación. También muestra que se logra satisfactoriamente el control cuando se utilizan frecuencias de excitación un orden de magnitud mayor o un orden de magnitud menor a la del fenómeno. Una de las líneas de investigación de la UIDET LaCLyFA (con trabajos [6, 7], donde se estudia el efecto de la inyección de aire en cavidades), compone la fuente de experiencia directa para la realización del presente trabajo. En este trabajo se presentan los resultados de ensayos de inyección pulsada de aire en una cavidad cúbica de 10 cm de lado para intentar determinar experimentalmente el efecto del ciclo de actividad (de la onda cuadrada que gobierna la señal de inyección) sobre las presiones medidas en la pared opuesta al chorro de aire y el caudal inyectado.