Experimental investigation of the impact of different roof angles and alignment on the interaction of aircraft trailing vortices and house roofs

Abstract

[ES] Como consecuencia de la sustentación, cada avión produce vórtices de arrastre, que consisten en un par de vórtices discretos que giran en sentido contrario que se desplazan hacia abajo. Debido a la proximidad al suelo durante el aterrizaje, pueden producirse interacciones con obstáculos cercanos. Dentro de un proyecto de investigación en curso en el ILR, la relación entre estos vórtices y la geometría de los techos a dos aguas debe investigarse más a fondo durante esta tesis. Para ello, se probarán varias técnicas experimentales, para encontrar un método factible para visualizar la estela y su interacción con la superficie del techo. Una vez logrado esto, se debe realizar un estudio paramétrico para comprender mejor las condiciones en las que ocurre el fenómeno. Finalmente, los conocimientos adquiridos serán analizados de manera sistemática y presentados en una tesis escrita. La tesis comprende las siguientes tareas: Investigación bibliográfica sobre vórtices de punta de ala y técnicas experimentales necesarias; Configuración de un sistema para visualización por medio de inyección de tinta y generación de burbujas de hidrógeno; ajustes finales e implementación del nuevo modelo de casa; estudio paramétrico para investigar el impacto de un cambio en la geometría del techo sobre la ocurrencia del tornado como vórtice en la superficie del techo y, finalmente, documentación del proceso y resultado.

[EN] As a consequence of lift, every aircraft produces trailing vortices, which consist of a counter rotating discrete vortex pair that drifts downwards. Due to the close proximity to ground during landing, interactions with obstacles on ground might occur. Within an ongoing research project at the ILR, the relationship between these vortices and the geometry of gable roofs should be further investigated during this thesis. For this purpose, several experimental techniques will be tested, to find a feasible method to visualize the wake and its interaction with the roof surface. After achieving this, a parametric study should be conducted to better understand the conditions under which the phenomenon occurs. Finally, the gained knowledge will be analysed in a systematic manner and presented in a written thesis. The thesis comprises the following tasks: Literature research on wake vortices and necessary experimental techniques; Set-up for dye visualization and hydrogen bubbles; final adjustments to and implementation of the new house model; parametric study to investigate the impact of a change in roof geometry on the occurrence of the tornado like vortex on the roof surface and, finally, documentation of the process and result.