Aerodynamic scaling of cylindircal structures through surface roughness modification

Abstract

[ES] El flujo alrededor de un cilindro circular y la fuerza de arrastre sobre el mismo han sido motivo de estudio durante mucho tiempo, ya que muchos investigadores han estudiado el efecto de la rugosidad de la superficie de los cilindros en el pasado. Esto es debido a la gran cantidad de dificultades que son encontradas a la hora de simular flujos de Re supercriticos sobre la superficie de los cilindros a velocidades relativamente bajas en un túnel de viento de capa límite. La simulación de los efectos del vientos a escala real sobre las superficies de los cilindros en los modelos a escala se hace difícil debido a la diferencia del Re entre la escala del modelo y las estructuras a escala real.

Este estudio intenta controlar el flujo, así como el punto de separación alrededor de un cilindro circular a través de la aplicación de la rugosidad de la superficie artificial a través del exterior del cilindro. Con el fin de hacer eso, rugosidades definidas en patrones dentados y diferentes tipos de asperezas en papel de lija serán testados en la superficie de los cilindros , que fueron sujeots a prueba frente a flujos laminares en un BLWT.

Al mismo tiempo, este estudio tiene como un objetivo principal para tratar de simular las condiciones de flujos de super-críticos con las velocidades de viento sub-crítico más bajas a fin de aplicar estos resultados, en caso de que eran óptimas, en el proyecto de un prototipo real de una torre eólica.

[EN] The flow around a circular cylinder and the drag force on it have been studied for a long time, as many researchers have studied the effect of surface roughness on cylinders in the past. This is because of a lot of difficulties are found when trying to simulate super critical Re flow effects over cylinder surfaces at relatively low wind speeds in a boundary layer wind tunnel. Simulating the effects of full scale winds over cylinder surfaces on scale models is made difficult due to the contrast in Re between the model scale and full scale structures.

This study attempts to control the flow as well as the separation point around a circular cylinder through the implementation of artificial surface roughness across the exterior of the cylinder. In order to do that, roughness indented patterns and several roughnesses with sandpaper will be tested at the circular cylinders surface, which were subjected to wind laminar flows in a BLWT.

At the same time, this study has as a main target to try to simulate super-critical flows conditions with the lowest sub-critical wind velocities so as to apply these results, in case they were optimal, to the project of a real wind tower prototype.