Estudio CFD para la generación de pantallas de distorsión para replicar perfiles de velocidades

Abstract

[ES] La realización de ensayos en túneles de viento puede, en ciertos casos, dar lugar a simulaciones inexactas, ya que el flujo que estos reproducen tiene un perfil de velocidades determinado. Este perfil de velocidades puede diferir con el que afectará realmente al componente estudiado, por ejemplo, si este se encuentra en la realidad dentro de un motor. El uso de una pantalla de distorsión permite generar un perfil de velocidades que simule, en ensayos en túneles de viento, unas condiciones del flujo más ajustadas al caso real. En este trabajo se estudia, mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD), la alteración del flujo provocada al introducir una pantalla de distorsión en un túnel de viento, es decir, la variación de las velocidades, presiones, la generación de turbulencia, etc. Esta pantalla de distorsión ha sido generada con el objetivo de replicar un cierto perfil de velocidades deseado para un ensayo en túnel de viento. Se realiza, además, una validación del modelo CFD mediante resultados experimentales extraídos de la implementación de la pantalla física en un túnel de viento. Finalmente, se realiza una comparación del perfil de velocidades obtenido tanto de forma numérica como experimental con el perfil de velocidades deseado.

[EN] Carrying out tests in wind tunnels can lead, in certain cases, to inaccurate simulations, since the flow they reproduce has a specific velocity profile. This speed profile may differ from the one that will affect the component studied under real circumstances, for instance, if it is actually located inside an engine. The use of a distortion screen makes it possible to generate a velocity profile that simulates, in tests in wind tunnels, certain flow conditions that are more adjusted to the real case. In this work, through computational fluid dynamics (CFD), the alteration of the flow caused by a distortion screen in a wind tunnel is studied, which implies the variation of speeds, pressures, generation of turbulence, etc. This distortion screen has been engineered in order to replicate a certain velocity profile desired for a wind tunnel test. Furthermore, a validation of the CFD model is carried out by means of experimental results extracted from the implementation of the physical screen in a wind tunnel. Finally, a comparison between both numerically and experimentally obtained velocity profiles and the desired velocity profile is done.