Estudio Aerodinámico de Perfiles No Delgados con el Método de Red de Vórtices

Abstract

En este trabajo, se presenta un estudio numérico de las características aerodinámicas de perfiles alares mediante el método de red de vórtices (VLM). La implementación computacional desarrollada permite simulaciones del tipo estacionarias, cuasi-estacionarias e inestacionarias de perfiles aerodinámicos en dos dimensiones. En este trabajo, se cuantifica el error de estimación de la herramienta computacional en función de la geometría del perfil alar: espesor y curvatura de la línea media (combadura), y de la discretización. Se observa que para los perfiles NACA el error de estimación de la pendiente de sustentación aumenta al aumentar el espesor del perfil, pero se mantiene acotado entre el 5 % y el 20 % para espesores de hasta el 12 %. Con respecto a la curvatura la línea media del perfil, el error en la estimación de la sustentación para ángulo de ataque nulo aumenta al aumentar la combadura y puede alcanzar el 50 %. Finalmente, para el perfil DU97W300, la herramienta numérica demuestra un gran potencial ya que predice con gran precisión la distribución de presión experimental para ángulos de ataque relativamente pequeños y también estima con un error menor al 10% la pendiente de sustentación y sustentación para ángulo de ataque nulo.

In this article, a numerical study of the aerodynamic characteristics of wing sections conducted by using the vortex lattice method (VLM) is presented. The developed computational implementation can handle steady-state, quasi-steady and unsteady two-dimensional problems. In this article, the estimation error of the computational tool is quantified in terms of the geometry of the wing section: thickness and curvature of the mean line (camber), and of the discretization. It is observed that for the NACA profiles, the error of the estimation of the lift slope increases when the thickness increases but remains bounded between 5% and 20% for thicknesses up to 12%. Regarding the camber, the error of the estimation of the lift at zero angle of attack increases with increasing camber and can reach values up to 50%. Finally, for the profile DU97W300, the numerical tool shows a lot of potential since it can predict with high accuracy the experimental pressure distribution for relatively low angles of attack and also estimates the lift slope and lift for zero angle of attack with an error less than 10%.