¿Cuál es la presión en el lado de presión en relación con la corriente libre?

TL;DR

1. En la mayoría de los casos , la distribución de presión en el lado de presión es mayor que en el lado de succión (con respecto a la ubicación en el sentido de la cuerda).
2. No hay una respuesta general a esta pregunta, ya que la distribución de la presión en el lado de la presión está (aunque en su mayoría cerca de la presión ambiental estática) relacionada con la forma del perfil.
3. Para velocidades bajas, es probable que la presión en el lado de presión esté muy cerca de la presión estática ambiental.

Comente la Figura 2

El perfil aerodinámico representado está operando en el régimen transónico. Esto significa que la velocidad del flujo libre está cerca de la velocidad del sonido (M=1). Causado por la aceleración del aire en el lado de succión del perfil, el flujo de aire alcanzará velocidades supersónicas. El rápido aumento de$C_p$en el lado de succión hay un choque.

La siguiente imagen muestra la distribución del número de Mach alrededor de un perfil aerodinámico en el rango de velocidad transónica.

Comente sobre la compresibilidad

El término$\frac{1}{2}\rho V^2$es una representación de la presión dinámica para velocidades muy bajas (M<<0.3). Por supuesto, esta ecuación también se puede usar para números de Mach más altos, sin embargo, los resultados (en términos de autosimilitud) contendrán un gran error. Por lo tanto,$p_0 - p_\infty$debe usarse para evitar esto.

Comente la distribución de presión en el lado de presión

Durante el vuelo nivelado (design-speed@design-AoA) habrá una zona de estancamiento en el borde de ataque del perfil aerodinámico. Esto da como resultado una presión más alta que la presión estática de flujo libre. Después de eso, el flujo se acelerará dando como resultado una reducción de la presión. A menudo, esta reducción resultará en una$C_p<0$. En el borde de fuga, la presión del lado de succión y de presión debe ser igual, por lo que el aumento de presión de la sección de popa del lado de presión del perfil aerodinámico se ajustará en consecuencia.

Respuesta:

Para números de Mach bajos (es decir, velocidades de flujo libre bajas), es probable que la presión en el lado de presión esté muy cerca de la presión estática ambiental.

Comentario sobre la región de baja presión en el lado de la presión

Como siempre con la aerodinámica (elíptica), es un poco el huevo y la gallina. Supongamos (¡Cuidado! Este es un punto de vista muy simple) que solo hay un objetivo de diseño (ascensor). Entonces, la distribución de presión en el lado de presión debe cumplir dos condiciones de contorno. 1) alta presión ($C_p$) en el borde de ataque que es el resultado de la velocidad de la corriente libre y 2) la presión ($C_p$) en el borde de salida que viene dado por la distribución de presión en el lado de succión. Ahora, el diseñador de perfiles aerodinámicos necesita encontrar una forma de perfil que cumpla con ambos requisitos. Si el$C_p$pasa a ser negativo o no, no tiene importancia, siempre y cuando se mantenga por encima del$C_p$del lado de succión y no hay riesgo de separación de la capa límite (que es probable que cause una pérdida de presión en el borde de salida).

Dado que no hay respuestas simples para problemas complejos, realmente creo que lo mejor sería instalar Xfoil (o su sucesor ) y probarlo.