Estudio experimental de la influencia de la deformación en un modelo de ala con perfil aerodinámico NACA0012 sobre los vórtices de punta de ala usando PIV2D.

Abstract

En este TFG se realiza un estudio para comparar el comportamiento de los vórtices generados por alas de un perfil NACA0012 para distintas deformaciones y distintos ángulos de ataque, para un número de Reynolds 3×104. Las deformaciones que se comparan son las de alas deformada (ρ=0 %), poco deformada (ρ=2 %) y muy deformada (ρ=4 %). Por otro lado, los ángulos de ataque (α) que se comparan son 7º, 8º y 9º. Primero se describe el método PIV, con el que se procesan las imágenes grabadas para cada caso. Este método realiza un seguimiento de las partículas para determinar el campo de velocidad, utilizando un método estadístico de correlación cruzada. Por otro lado, se muestra el montaje experimental del canal de arrastre con todos sus componentes y los pasos necesarios para su realización de ensayos. También se describen las variables adimensionales usadas para comparar los distintos vórtices de cada caso: son la velocidad azimutal máxima adimensional, el radio máximo de la velocidad azimutal, la circulación adimensional máxima y la vorticidad máxima. Todas ellas se representan frente a la distancia axial, z/c. Además, se comparan distintas velocidades azimutales frente al radio para distintas z/c. Se observa que tanto la velocidad azimutal máxima adimensional como la circulación máxima adimensional y la vorticidad máxima adimensional crecen para el ángulo de ataque, independientemente de la deformación ρ. Esta es la principal conclusión de este trabajo, ya que en cuanto a la influencia de las deformaciones, no se ha llegado a observar un patrón claro a explicar ni se ha visto una tendencia clara. Sí se ha podido observar que el vórtice se disipa más en altas deformaciones, ρ = 4 %, ya que sus velocidades de giro máxima y vorticidad máxima son menores. Cabe destacar que se analizan los modelos teóricos de Batchelor y Moore & Saffman y su ajuste a los casos experimentales, siendo el de Moore & Saffman el que mejor se ajusta a los casos estudiados.