¿Cómo se calcula el arrastre de perfil?

Estudiante de segundo año de ingeniería aeronáutica aquí. Estoy haciendo algunos cursos de aerodinámica pero me he encontrado con un problema.

He leído las respuestas a la pregunta "¿qué es arrastrar perfil?" pero en ninguna parte, ni allí ni en ningún otro lugar en línea, puedo encontrar cómo calcular el arrastre del perfil. Puedo obtener el arrastre por fricción de la piel a partir de los cálculos de la capa límite, pero no tengo idea de adónde ir desde allí. Entonces, ¿alguien sabe cómo calcular el arrastre de forma para un perfil aerodinámico dado (por ejemplo, NACA4412)?

No estoy seguro de que puedas. ¿Tal vez es lo que queda cuando resta los valores calculados para la fricción de la piel y la resistencia inducida? Estas son solo abstracciones matemáticas para sistemas complejos.

Respuestas (1)

Pero en ninguna parte, ni allí ni en ningún otro lugar en línea, puedo encontrar cómo calcular el arrastre del perfil.

Parece que estabas buscando los términos incorrectos. Intente buscar "ecuación de momento integral de capa límite", "integral de capa límite de von Karman", "déficit de momento", "integral de disipación de energía cinética de capa límite" o algo similar. Debería obtener muchos recursos/notas de conferencias sobre el tema.

Entonces, ¿alguien sabe cómo calcular el arrastre de forma para un perfil aerodinámico dado (por ejemplo, NACA4412)?

En esencia, esto se hace mediante la integración de la "ecuación de momento integral" o su versión no dimensional "ecuación de von Karman" sobre un sistema de coordenadas definido sobre el contorno de la superficie aerodinámica.

Puedo obtener el arrastre por fricción de la piel a partir de los cálculos de la capa límite, pero no tengo idea de adónde ir desde allí.

Si estudia la "ecuación integral del momento" mencionada anteriormente, puede ver que hay dos contribuyentes al déficit de momento o su tasa de cambio. uno es la fricción superficial y el otro es el arrastre del perfil, que es igual a - defecto de masa * tasa de cambio de la velocidad del borde.

Expresado de otra manera, el término de fricción de la piel por lo general está dominado por la parte frontal de un perfil aerodinámico donde el debido / ds es mayormente favorable y el arrastre del perfil está dominado por la región de recuperación de presión detrás del perfil aerodinámico debido al gradiente de velocidad negativo y mayor masa. defecto.

Pero la historia no termina ahí, porque también tendrá que agregar la disipación viscosa que ocurre en el despertar al campo lejano. Esto generalmente se hace usando la ecuación "Squire-Young" aplicando el déficit de momento obtenido previamente en el borde de fuga.

PD: dicho todo lo anterior, puede usar fácilmente XFOIL para tales cálculos. Pero comprender lo que sucede debajo del capó en una aplicación de este tipo podría brindarle a uno una gran comprensión y apreciación de lo que tiene de forma gratuita.