Comparación de modelos de CFD 2D de fenómenos de flujo externo entre dos mallados, estáticos y dinámicos.

Abstract

El objetiov de este proyecto es realizar una comparación cuantitativa y cualitativa de los coeficientes de arrastre y de sustentación para un perfil NACA 4412 mediante el uso de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) con mallado estático vs mallado dinámico. Para minimizar los errores numéricos se realiza un análisis de convergencia del mallado utilizando la geometría y parámetros de simulación tradicional del mallado estático y matriz de confiabilidad de malla. El modelo CFD es comparado con resultados experimentales de pruebas en túnel de viento. Se realizó 3 modelos para presentar un mallado con resultados confiables que constituyen en diferentes dominios, tipo de elementos, estructuras del dominio del fluido y perfil. Mediante el estudio de mallado tradicional, que consiste en el perfil estático mientras que el fluido está en movimiento, se obtuvieron discrepancias en relación con los resultados experimentales presentando un valor del 12% para el coeficiente de sustentación y un 18% para el coeficiente de arrastre; para aumentar la confiabilidad de los resultados, los análisis se extendieron variando el ángulo de ataque desde -9.5° hasta 15°. Se utilizó un mallado dinámico overset para recrear la configuración de una superficie sustentadora donde el perfil se mueve a través del fluido. Para los resultados cualitativos la velocidad presenta un comportamiento diferente en las paredes a la fase de mallado estático debido a las fuerzas viscosas, mientras que la presión presenta un comportamiento similar al mallado estático. Para los resultados de las simulaciones de forma cuantitativa, el coeficiente de arrastre y de sustentación muestran una discrepancia con los datos experimentales, las cuales se reducen al disminuir el tamaño de elementos de malla. Se recomienda un estudio experimental para la correcta validación de los resultados producidos en la simulación del mallado dinámico