Diseño de generadores de capa límite atmosférica para el túnel de viento WT5

Abstract

[ES] El nuevo túnel de viento WT5 de la Universitat Politècnica de València está pensado para, entre otros, hacer ensayos de aerodinámica civil en los que es necesario simular una capa límite atmosférica. Este trabajo plantea el diseño de elementos para generar capas límites atmosféricas simuladas de perfil arbitrario. A lo largo del presente estudio se trata de, partiendo un de un modelo bibliográfico inicial desarrollado por Irwin, obtener un nuevo modelo capaz de describir con mayor precisión la capa límite planetaria. El objetivo de este ajuste es poder, en instancias posteriores, validarlo en el túnel de viento WT5 de la UPV. Para ello, se comienza el estudio con una introducción en la que se plantea el modelo de Irwin. Dicho ajuste está basado en el uso de una ley potencial con tres parámetros a determinar α,δ y Uδ. Posteriormente, se plantea la configuración CFD empleada para simular los diferentes casos. Se parte desde el planteamiento inicial y se finaliza el apartado con la configuración final empleada. Los siguientes pasos del estudio consisten en el planteamiento de un caso inicial que trata de reproducir una capa límite de referencia. A partir de ese caso inicial, se realizan diferentes estudios modificando variables de interés del problema. Finalmente, se decide emplear modelos lineales obtenidos a partir de la modificación de la relación b/h de las espiras, el tamaño de los bloques simuladores de la rugosidad del terreno y la distancia entre dichos elementos. Por último, se plantea la validación del modelo empleado a la vez que se muestran escenas significativas de los estudios CFD realizados.

[EN] Throughout the present study, starting from an initial bibliographic model developed by Irwin, we try to obtain a new model capable of describing the planetary boundary layer more accurately. The objective of this adjustment is to be able, in later instances, to validate it in the WT5 wind tunnel of the UPV. For this purpose, the study begins with an introduction in which the Irwin model is presented. This setting is based on the use of a potential law with three parameters to determine α,δ and Uδ. Subsequently, the CFD configuration used to simulate the different cases is presented. We start from the initial approach and end the section with the final configuration used. The next steps of the study consist of the approach of an initial case that tries to reproduce a reference boundary layer. From this initial case, different studies are carried out modifying variables of interest of the problem. Finally, it is decided to use linear models obtained by modifying the ratio b/h of the spires, the size of the blocks simulating the roughness of the floor and the distance between these elements. Finally, the validation of the model used is proposed while showing significant scenes of the CFD studies carried out.