Aerodinámica del campo de flujo alrededor de perfiles alares para vehículos aéreos no tripulados a un numero de reynolds bajo

Abstract

La industria aeroespacial presenta diferentes desafíos en el diseño de los vehículos aéreos y espaciales debido a los diferentes fenómenos de la aerodinámica que se relacionan con las fuerzas de arrastre y sustentación. En esa medida, y con base en las experiencias obtenidas en el ejercicio del diseño aerodinámico de investigadores. El presente estudio se realizó bajo un diseño experimental de tipo experimental puro, dado que es un diseño que se adaptó a las necesidades de la investigación. En esta se realizaron simulaciones independientes entre los tres perfiles inicialmente seleccionados, los cuales son los siguientes: perfil NACA 0012, NACA 2414 y E186. Por tal motivo, se varió el ángulo de ataque cinco veces sin repetición con variación de 2º, en un intervalo de 12° a 20°. Por consiguiente, se realizaron 15 simulaciones iniciales con el objeto de determinar el perfil con mejor desempeño aerodinámico; posteriormente, se hizo la optimización geométrica del perfil seleccionado, donde se modificó su borde de ataque, la curvatura del extradós e intradós. Una vez obtenidas las dimensiones óptimas del perfil, se ejecutó el análisis de desempeño aerodinámico. Para ello, se llevaron a cabo 13 simulaciones con la variación del ángulo de ataque en un rango de -4° a 20° con variaciones de 2º sin repetición, lo anterior se efectuó con la finalidad de determinar el desempeño aerodinámico antes de la optimización; de igual modo, se realizaron 13 simulaciones adicionales con la misma variación angular para determinar el rendimiento aerodinámico después de la mejora. Como resultado, se halló que al variar la curvatura del extradós a un 8 %, en relación con el perfil original, se obtuvo una mejora con un ángulo de ataque de 14°. En comparación con el perfil original, se consiguió una eficiencia del 43.59 %.