Nueva investigación: los VG aumentan la relación sustentación/resistencia hasta en un 880 %. Sirve para flaps también?

Almuerzo gratuito aerodinámico: los VG aumentan la relación L/D hasta en un 880 %. Sirve para flaps también?

Entiendo que esta investigación fue para un ala sin flaps.

Entiendo que esta reducción en la resistencia con VG solo funciona para el rango alfa más allá del punto máximo de Cl del ala sin VG, por ejemplo. 8-18 grados, aumentando la L/D en un 880% a 18 grados AOA como se muestra en la tabla y el gráfico a continuación.

Preguntas:

  1. ¿Vería un ala con un 20 % de acordes de flaps NO RANURADOS una reducción similar del 84 % en la resistencia aerodinámica para cada configuración de flaps, por ejemplo, 10, 20, 30 grados?

  2. ¿Vería un ala con un 20 % de flaps RANURADOS de cuerda una reducción similar del 84 % en la resistencia aerodinámica para cada configuración de flaps, por ejemplo, 10, 20, 30 grados?

  3. ¿Por qué la resistencia casi se mantiene igual aunque suba el ascensor? Mi intuición es que el valor de arrastre del ala VG se mantiene cerca del valor de arrastre de 8 grados sin VG, ya que ese es el AOA local que el ala está viendo debido a los VG, en lugar del arrastre a 18 grados, aunque la elevación es creciente. ¿Es eso correcto?

Artículo:

Análisis experimental y numérico del efecto de la altura del generador de vórtice en las características del vórtice y el rendimiento aerodinámico del perfil aerodinámico Xinkai Li 1,2,3,*, Ke Yang 1,2,3,4 y Xiaodong Wang 5 1 2 3 4 5 102206, China; wangxd@ncepu.edu.cn * Correspondencia: lixinkai@iet.cn; Tel.: +86-010-8254-3038 Recibido: 29 de enero de 2019; Aceptado: 7 de marzo de 2019; Publicado: 12 de marzo de 2019 Instituto de Termofísica de Ingeniería, Academia de Ciencias de China, Beijing 100190, China; yangke@iet.cn Key Laboratory of Wind Energy Utilization, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China Dalian National Laboratory for Clean Energy, CAS, Beijing 100190, China Graduate School, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China College of Energía, potencia e ingeniería mecánica, Universidad de Energía Eléctrica del Norte de China, Beijing Resumen: Para explorar el efecto de la altura de los generadores de vórtices (VG) sobre el efecto de control del flujo de la capa límite, se estudiaron las características de vórtice de una placa y las características aerodinámicas de un perfil aerodinámico para VG mediante experimentos en túnel de viento y métodos numéricos. En primer lugar, se estudió la relación entre la altura de VG (H) y el espesor de la capa límite (δ) en una capa límite de placa plana; los valores de H son 0,1δ, 0,2δ, 0,5δ, 1,0δ, 1,5δ y 2,0δ. Los resultados muestran que la intensidad del vórtice concentrado y la altura del VG presentan una relación logarítmica, y la intensidad del vórtice es proporcional a la energía cinética promedio del fluido en el rango de altura del VG. En segundo lugar, se estudiaron los efectos de la altura sobre el rendimiento aerodinámico de los perfiles aerodinámicos en un túnel de viento utilizando tres VG con H = 0,66 δ, 1,0 δ y 1,33 δ. El ángulo de pérdida del perfil aerodinámico con y sin VG es de 18° y 8°, respectivamente, por lo que las VG aumentan el ángulo de pérdida en 10°. El coeficiente de sustentación máxima del perfil aerodinámico con VG aumenta en un 48,7 % en comparación con el perfil aerodinámico sin VG, y el coeficiente de arrastre del perfil aerodinámico con VG es un 84,9 % más bajo que el del perfil aerodinámico sin VG en un ángulo de ataque de 18°. La relación máxima de sustentación-resistencia del perfil aerodinámico con VG es menor que la del perfil aerodinámico sin VG, por lo que las VG no afectan la relación máxima de sustentación-resistencia del perfil aerodinámico. Sin embargo, un VG aumenta el ángulo de ataque de la mejor relación sustentación-resistencia. 9% más bajo que el del perfil aerodinámico sin VGs en un ángulo de ataque de 18◦. La relación máxima de sustentación-resistencia del perfil aerodinámico con VG es menor que la del perfil aerodinámico sin VG, por lo que las VG no afectan la relación máxima de sustentación-resistencia del perfil aerodinámico. Sin embargo, un VG aumenta el ángulo de ataque de la mejor relación sustentación-resistencia. 9% más bajo que el del perfil aerodinámico sin VGs en un ángulo de ataque de 18◦. La relación máxima de sustentación-resistencia del perfil aerodinámico con VG es menor que la del perfil aerodinámico sin VG, por lo que las VG no afectan la relación máxima de sustentación-resistencia del perfil aerodinámico. Sin embargo, un VG aumenta el ángulo de ataque de la mejor relación sustentación-resistencia.

Fuente: www.researchgate.net › publicación › 331712096

VG

Es posible que desee cambiar el uso de mayúsculas y minúsculas de Vg para usar todas las mayúsculas. O bien, deletree explícitamente Generador de vórtice. Vine aquí para averiguar cómo la mejor velocidad de planeo te da una mejor relación L/D.
Puede que ni siquiera funcione para un ala diferente. Este perfil aerodinámico es un perfil aerodinámico grueso y bien curvado destinado a las raíces de las palas de las turbinas eólicas, que son propensas a estancarse. Imposible saberlo sin hacer el análisis y las pruebas.
Te das cuenta de que no hay "almuerzo gratis" aquí, ¿verdad? Lo único que están haciendo los generadores de vórtice es retrasar la separación del flujo a expensas de una eficiencia reducida en todos los ámbitos, como se muestra claramente en el gráfico (c).
Además, ¿podría vincular esta cuenta a (lo que estoy bastante seguro es) la anterior ?
sí, accidentalmente inicié una nueva cuenta cuando intentaba acceder a la anterior, ya que creo que era solo una cuenta de invitado. ¿Cómo vuelvo a mi cuenta anterior o, mejor aún, fusiono las dos?
@AEheresupportsMonica Todo depende de lo que se considere un almuerzo gratis y cuál sea la misión. Pegarse a algunos VG de plástico para aumentar la sustentación de 1,5 a 2,2 es una forma bastante económica de aumentar la sustentación, reducir la velocidad de aterrizaje y acortar los despegues y aterrizajes para ultraligeros que vuelan a bajas velocidades.
@Fred, puedes enviarle un mensaje a un moderador y pedirle ayuda; deberían poder fusionar sus cuentas.
Nada que ver aqui. Los perfiles aerodinámicos mal diseñados o mal apropiados pueden mejorarse en algún punto polar mediante la aplicación de VG.

Respuestas (1)

El gráfico C cuenta la historia. Mejor ir con listones y aletas. Los generadores de vórtice siguen siendo valiosos para alterar las características del flujo de aire de una sección de la superficie aerodinámica o de la superficie de control.

La turbulencia caótica que produce arrastre y destruye sustentación en la parte superior trasera del ala parece ser reducida por los generadores de vórtice en un ángulo de ataque más alto . Observe que la turbulencia comienza a formarse antes de que el ala se detenga por completo en un ala "limpia", lo que resulta en un pico de sustentación/resistencia de alrededor de 6 grados. Al energizar el flujo de aire y mantenerlo unido, se puede crear más sustentación con un AOA más alto, como se ve en el Gráfico A.

Sin embargo, cualquier cosa que no se pueda retraer tendrá una penalización por arrastre en L/D óptima, pero, como ocurre con muchos bordes de ataque de radio más grande, los generadores de vórtice o VG pueden hacer que la curva L/D sea mucho más suave y predecible en lugar de una ruptura brusca. desde un pico muy estrecho.

Los VG han encontrado aplicación en los ascensores, pero una aleta más allá de un ángulo de desviación dado es en realidad más útil parado y arrastrado. Los grados más bajos de deflexión de los flaps, junto con los listones, sirven para aumentar la inclinación del ala para crear más sustentación a velocidades más bajas, también con una penalización por arrastre en comparación con "limpio".

Tenga en cuenta que el perfil aerodinámico utilizado en este estudio está combado . Comienza a generar sustentación a -5 grados AOA , y la resistencia con VG es en realidad mayor que "limpia" a un AOA más bajo que normalmente se encuentra en crucero (Gráfico B), con poca diferencia en la sustentación producida.

Los VG son bastante populares entre la multitud de ultraligeros STOL. De hecho, los Savanah vienen equipados de fábrica con VG en lugar de listones en toda la envergadura del ala, a diferencia del Zenith 701.
No estoy seguro de que hayas respondido a mi pregunta. 1. ¿Los VG reducirían la resistencia aerodinámica en más de un 80 % con flaps? 2. ¿La baja resistencia se debe a que el AOA local es de 8 grados, oa la activación de la capa límite, o un poco de ambos?
@Fred cierto! Un escritor destacado aquí llama a los VG "listones de hombres pobres" y, como sugieren los gráficos, sin duda sería útil para STOL. Me gustaría tener listones y flaps en un ala más delgada para navegar (si navegué mucho).
La reducción de arrastre @Fred depende de en qué AOA se encuentre. Observe que retrasar el inicio de la "separación de flujo" con VG o (o hoyuelos) permite una L/D mucho más alta con un AOA más alto (y más elevación). Esto podría ser útil para el despegue/ascenso. A juzgar por los deltas (¿son los mini deltas de los VG?), puede estar "energizando" la capa límite. La parte posterior del ala (o pelota de golf) se está curvando alejándose del flujo de aire (no veo "AOA local a 8 grados").
Nueva investigación: los VG aumentan la relación sustentación/resistencia hasta en un 880 %. Sirve para flaps también?
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