Caracterización del efecto de la
excentricidad en la redondez del espesor de la punta de un ala rectangular y su
relación con la disipación del vórtice de salida
Fausto Sánchez Cruz
FIME-UANL
El ahorro de combustible de las aeronaves y la disminución de los
accidentes aéreos conducen a la necesidad estudiar con detalle el fenómeno de
formación de estelas turbulentas detrás del ala de una aeronave. Resulta
particularmente importante el desarrollo de un conocimiento más amplio sobre la
evolución de los vórtices de salida y su contribución con la eficiencia
aerodinámica de las aeronaves. Gran parte de la resistencia inducida de una
aeronave está relacionada con el nivel de turbulencia de los vórtices de la
punta del ala. Para la mayoría de las aeronaves, la resistencia inducida
constituye típicamente 40 por ciento de arrastre de crucero. Durante el
despegue, la resistencia inducida representan entre el
80 y el 90% de la resistencia de la aeronave. Extensas investigaciones se han
llevado a cabo para mejorar la comprensión básica del comportamiento transitorio
de la dinámica del vórtice de salida en el extremo del ala, así como la
estructura y su disipación, sin embargo, hasta ahora no todos los detalles
importantes son bien comprendidos. Los métodos numéricos se convierten en
herramientas que ha demostrado ser eficientes para realizar simulaciones
computacionales que favorecen el desarrollo de soluciones que posteriormente
deberán ser probadas experimentalmente. Para el desarrollo de esta
investigación partimos de la siguiente hipótesis: la rapidez de disipación de
los vórtices de salida secundarios puede cambiar significativamente a medida
que aumentamos la excentricidad en el espesor de la punta alar y de manera
directa disminuir la caída de presión total del vórtice de salida. Los
resultados obtenidos a partir del modelado computacional se pueden emplear para
desarrollar estrategias para el ahorro de combustible y la disminución de
accidentes aéreos debidos por la turbulencia generada por aeronaves.
Particularmente se ha trabajado en la caracterización de la velocidad
media axial, vorticidad y la caída de presión
estática y total de un vórtice de salida en un campo cercano, partiendo de un
diseño de un ala rectangular con un perfil aerodinámico NACA 0012.