Estudio Aerodinámico de Perfiles con Alto Coeficiente de Sustentación

Abstract

[ES] Este proyecto consiste en el estudio de perfiles caracterizados por tener un alto coeficiente de sustentación para ángulos de ataque pequeños. En primer lugar, se pretende realizar un análisis con el objetivo de entender el comportamiento aerodinámico del perfil a un determinado número de Reynolds, para ello, se obtienen la curva de sustentación y la polar del perfil y se realiza la comparación de estas curvas obtenidas mediante una revisión bibliográfica con las mismas obtenidas mediante cálculo computacional (CFD). De los perfiles seleccionados se ha realizado un estudio del coeficiente de presión a lo largo de la cuerda del perfil mediante dinámica de fluidos computacional y mediante un estudio experimental, ya que los estudios experimentales permiten validar los resultados obtenidos en las simulaciones del cálculo computacional. Finalmente, el objetivo del estudio es conocer los perfiles de estas características y diseñar dispositivos de control de flujo sobre uno de los perfiles estudiados, pretendiendo mejorar sus características. Del mismo modo que los perfiles anteriores, las características se obtienen mediante el uso de CFD. Para obtener los resultados del cálculo CFD, se realizan simulaciones computacionales de los perfiles en 2D, en las que se realiza la configuración del problema, la cual consiste en la modelización de la geometría y la inicialización de las variables necesarias, un cálculo iterativo y finalmente el post-procesado con el análisis y el graficado de las variables relevantes para el estudio.

[EN] This final degree project is about the aerodynamic study of airfoils, characterized by their high lift coefficient for low angles of attack. First, the objective of this project is to find and understand the behavior of the airfoil at a given Reynolds, and to understand that, we need to find the characteristics curves of the airfoil by different methods to compare the curves that are obtained by Airfoil Tool with the same curves obtained with CFD. To know that the study of airfoils in CFD is the right one, a validation with an experimental study is needed. In this case, the validation is done with the pressure coefficient along the airfoil chord for different angles of attack. Finally, the principal objective of this study is to know in detail this kind of airfoils and design a new one with flow control techniques with the intention of improving their characteristics. This study is also done with CFD. To obtain the results of the computational fluid dynamics calculations, simulations are done with 2D airfoils, where the case configuration consists of modeling the geometry and initializing the variables needed, an iterative calculation and at the end the post-processing that allows analysis of the results with graphics of the principal variables.

[CA] Aquest projecte consisteix en l’estudi de perfils aerodinàmics caracteritzats per portar un gran coeficient de sustentació per a baixos angles d’atac. En primer lloc, es pretén elaborar una anàlisi amb l’objectiu d’entendre el comportament aerodinàmic del perfil a un determinat nombre de Reynolds, per a aconseguir això, s’obté la corba de sustentació i la polar del perfil i es realitza la comparació d’aquestes corbes obtingudes per mitjà d’una revisió bibliogràfica amb les mateixes obtingudes mitjançant càlculs computacionals (CFD). Dels perfils seleccionats s’ha realitzat un estudi del coeficient de pressió al llarg de la corda del perfil amb CFD i amb un estudi experimental, ja que els estudis experimentals permeten validar els resultats obtinguts en les simulacions del càlcul computacional. Finalment, l’objectiu de l’estudi és conèixer els perfils d’aquestes característiques i dissenyar un dispositiu de control del flux en un dels perfils estudiats, pretenent millorar les seues característiques. Del mateix mode que amb els perfils anteriors s’obtenen amb CFD. Per a obtenir els resultats del càlcul CFD, es realitzen simulacions computacionals dels perfils en 2D, en les quals es realitza la configuració del problema que consisteix en la modelització de la geometria i la inicialització de les variables, un càlcul iteratiu i finalment el postprocessat amb l’anàlisi i la realització dels gràfics de les variables rellevants en l’estudi