Trabajo Fin de Máster
Vórtices de punta de ala en canal hidráulico para álabes con flecha y en delta
Autor/es | Mora Cubero, Patricio |
Director | Dávila Martín, Javier |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos |
Fecha de publicación | 2021 |
Fecha de depósito | 2022-01-18 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Máster en Ingeniería Aeronáutica |
Resumen | En el campo de la aeronáutica, y sobre todo en lo relacionado con la aviación, la formación
de vórtices de punta de ala ha sido tradicionalmente objeto habitual de investigación. La
importancia de su estudio y correcta ... En el campo de la aeronáutica, y sobre todo en lo relacionado con la aviación, la formación de vórtices de punta de ala ha sido tradicionalmente objeto habitual de investigación. La importancia de su estudio y correcta caracterización radica en que este fenómeno es responsable de gran parte de la resistencia generada por las aeronaves y, además, estos vórtices crean problemas para la aeronavegabilidad de las aeronaves que vuelan detrás de otras, ya que se pueden generar altas velocidades tangenciales. Mientras que en aviación este efecto no es deseable, el presente trabajo se presenta como una continuación de una serie de investigaciones previas que tiene como objetivo el empleo de este tipo de vórtices para aprovechar su carácter rotatorio en canales hidráulicos. De modo que se busca el efecto opuesto, consiguiendo mezclar el flujo lo máximo posible con la poca energía requerida por los dispositivos sustentadores, y así aplicarlo en procesos como puede ser el cultivo de micro-algas, que requieren un correcto mezclado para la distribución uniforme de la luz y los nutrientes. Mediante el empleo de la Mecánica de Fluidos Computacional, este Trabajo Fin de Máster se centra en el estudio de distintas configuraciones de álabes con flecha positiva y negativa y álabes en delta, y de cómo estas geometrías o la variación de las condiciones de contorno influyen en las características de los vórtices de punta de ala generados. El refinado automatizado de la malla empleada y distintas técnicas de ajuste para la caracterización del vórtice son empleados en este trabajo. In the field of aeronautics, and in particular with regard to aviation, the formation of wingtip vortices has tradicionally been a regular matter of specific research. The importance of the study and correct characterization ... In the field of aeronautics, and in particular with regard to aviation, the formation of wingtip vortices has tradicionally been a regular matter of specific research. The importance of the study and correct characterization of these vortices lies in the fact that this phenomenonn is responsible for much of the total drag created by an aircraft, and also, wingtip vortices create serious problems for the airworthiness of aircraft that fly behind another, as they can generate high tangential velocity fields. Whilst in aviation this effect is not desirable, this study is presented as a continuation of a series of previous research that has as objective the use of this type of vortex to take advantage of its swirling properties in hydraulic canals. In such way, the opposite effect is envisaged, so that a maximal mixing is achieved with the low energy consumption of these lift devices. This effect would for example be applied in the mixing of microalgae, as they require a correct mixing in order to uniformly distribute light and nutrient. Through the usage of Computational Fluid Dynamics, this master’s thesis is focused on the study of different geometries of blades with positive and negative sweep angles and also delta blades, and how these blades configurations and boundary conditions affect the generated wing tip vortices characteristics. Automatic refinement of the mesh and different fitting technics are also used in this project. |
Cita | Mora Cubero, P. (2021). Vórtices de punta de ala en canal hidráulico para álabes con flecha y en delta. (Trabajo Fin de Máster Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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