Estudio numérico de la generación de vórtices de punta de álabe en una placa plana

Abstract

Los vórtices de punta de ala que se generan en las superficies sustentadoras son los causantes de la resistencia inducida, la cual es una parte importante de la resistencia aerodinámica de estas superficies. No obstante, este fenómeno no es únicamente perjudicial, es posible aprovechar el carácter rotatorio y mezclador de este tipo de flujo. Concretamente, estos torbellinos pueden utilizarse en dispositivos mezcladores para optimizar dichos dispositivos. Este documento trata de analizar, haciendo uso de simulaciones numéricas, cuál es la configuración óptima de una placa plana con el fin de obtener la mayor eficiencia en los vórtices generados. Es decir, la mayor intensidad con la menor resistencia aerodinámica generada. Los parámetros que se estudian en cuanto a la configuración de la placa son el ángulo de ataque y su forma en planta. Aunque el objetivo fundamental de este estudio es determinar el punto óptimo, también se analiza el comportamiento de estos vórtices. Por esta razón se estudian las tendencias que siguen la intensidad de los torbellinos, la resistencia y la eficiencia con los parámetros contemplados.

The wingtip vortices generated in wing surfaces are the cause of induced resistance which is an important part of the aerodynamic resistance of these surfaces. However, this phenomenon is not only harmful, but also it is possible to use the rotary and mixer nature of this kind of flow. Specifically, these vortices can be used in mixing devices to optimize the mixer efficiency. This document attempts to analyze, using numerical simulations, the optimal configuration of a flat plate in order to obtain greater efficiency in the vortices generated. In other words, the highest intensity with the least generated aerodynamic resistance. The parameters studied in terms of the configuration of the plate are the angle of attack and its planform. Although the main objective of this study is to determine the optimum point, the behavior of these vortices is also analyzed. For this reason the trends that follow the intensity of the vortices, resistance and efficiency with the examined parameters are studied.