¿Por qué no podemos ver el downwash/wake roll-up detrás de las pruebas aerodinámicas 2D/de pared a pared? [duplicar]
¿Por qué no podemos ver el flujo descendente/despertador detrás de cualquier video de túnel de viento aerodinámico de pared a pared?
Para que eso suceda, el aire detrás del centro de la superficie aerodinámica debe bajar y el aire en las paredes laterales debe subir, produciendo dos vórtices enrollables. ¿Podrías subir un video de eso si existe (que lo dudo)?
VIDEO DE DETRÁS DEL ALA
Así es como se ven los vórtices de flujo descendente y de estela en un ala finita en el túnel de viento:
Respuestas
Según los comentarios que ha hecho a las respuestas de otras personas, creo que está confundiendo la existencia de una corriente descendente con la existencia continua de una corriente descendente.
En un túnel de viento, la corriente descendente existe, como se muestra en los videos y las imágenes que usted y otros han publicado, porque el aire se mueve en una dirección general hacia abajo cuando sale de la parte trasera del ala. Alguien que está haciendo una prueba de túnel de viento de un ala normalmente solo está interesado en el rendimiento de ese ala, por lo que no le importa lo que le suceda al aire después de ese punto. La corriente descendente existe en el área de interés , y eso es todo lo que importa.
Sin embargo, después de ese punto, la corriente descendente crea un área de alta presión en la parte inferior del túnel de viento y un área de baja presión en la parte superior. Esto supera rápidamente la inercia del aire que fluye hacia abajo, lo que detiene la corriente descendente con bastante rapidez. En el mundo real, por supuesto, eso no sucede, por lo que la corriente descendente puede continuar existiendo hasta que la fricción disperse la energía.
¿Quién dice que no podemos? Solo necesita ojos abiertos y una mente abierta.
Para entender la imagen a continuación, tenga en cuenta lo siguiente:
- Si las líneas de corriente se empaquetan juntas, la velocidad del flujo es mayor mientras que la presión es menor que la ambiental.
- Por el contrario, cuando las líneas de corriente están muy separadas, la velocidad del flujo es menor pero la presión es mayor.
- Las líneas de corriente convergentes significan un flujo acelerado.
- Las líneas de corriente divergentes significan que el flujo se ralentiza.
De alguna manera, el aire tiene que fluir alrededor del obstáculo que representa el perfil aerodinámico en un túnel de viento cerrado. Lo hace acelerando ( al menos en flujo subsónico ). Por el contrario, cuando el perfil aerodinámico se estrecha hacia el borde de salida y un ángulo de ataque hace que la sección transversal aguas abajo se ensanche, el aire se ralentiza para llenar el espacio disponible. Al final, el flujo másico cerca del pico de succión donde la sección transversal que deja abierta la superficie aerodinámica es más estrecha es igual al cerca del borde de salida cuando la sección transversal se ha vuelto mucho más grande. Lo mismo sucede en el lado inferior: todo el aire que pasa por debajo de la línea de estancamiento tiene que pasar por el espacio que queda entre el borde de salida y la pared del túnel. Esto solo es posible mediante un gran cambio en la velocidad.
Ahora eche un vistazo a las líneas de corriente en un túnel de viento. Tenga en cuenta que las líneas cerca del borde superior e inferior de la imagen son casi rectas y casi siguen el contorno de la pared del túnel ( fuente de la imagen ):
La corriente descendente es la parte que apunta hacia abajo de las líneas de corriente sobre la parte trasera del contorno aerodinámico superior. Debido a la interferencia de la pared del túnel, el flujo en el lado inferior cerca y especialmente más allá del borde de salida es muy diferente del flujo libre y el aire tiene que acelerar para fluir a través del espacio que queda entre el perfil aerodinámico y la pared del túnel.
También ve las líneas de humo más allá del borde de salida: el flujo cerca de la sección central del túnel aún es rápido y permanece cerca del fondo, mientras que el flujo cerca de la pared se ralentiza y se dobla hacia arriba, lo que hace que las líneas se extiendan. ¡Las líneas cerca de la pared incluso se cruzan con las que están cerca del centro! Claramente, se trata de un efecto 3D que se asemeja a la estela que pasa junto a un ala en flujo libre, pero paralizada por la proximidad de la pared del túnel.
Mientras que el aire que sale de un ala en vuelo libre con flujo adjunto tiene aproximadamente la misma velocidad en toda la altura, aquí el bloqueo de la pared del túnel significa que el aire que sale del lado inferior es mucho más rápido que el aire que sale del lado superior. Esto es necesario para permitir que el aire se desplace hacia abajo más allá del perfil aerodinámico, como lo hace en la estela de un ala. Por supuesto, la pared del túnel y la fricción limitarán ese movimiento descendente, pero al ajustar la velocidad del flujo, la superficie aerodinámica del túnel también puede crear una corriente descendente.
Otra forma de verlo: el aire lento y de alta presión que sale del lado superior del perfil aerodinámico aprieta hacia abajo el aire rápido y de baja presión que sale del lado inferior. De cualquier manera, el resultado es la corriente descendente.
La corriente descendente está justo ahí y es difícil pasarla por alto: las líneas de corriente que salen del perfil aerodinámico claramente tienen una dirección hacia abajo. Wake rollup también está ocurriendo, aunque cerca del borde derecho de la imagen y menos pronunciado que en vuelo libre. Si eso no es evidencia suficiente, no sé lo que será.
La imagen tiene que ser suficiente. Lo siento, no hay película.
Puede ver vórtices en las puntas de las alas en un túnel de viento, por ejemplo, en esta imagen:
Un modelo de túnel de viento de un Cessna 182 que muestra un vórtice en la punta del ala. Probado en el túnel de viento subsónico RPI (Rensselaer Polytechnic Institute).
(fuente: Wikimedia )
Las líneas que ves aquí se crean utilizando burbujas de helio:
Un modelo de Cessna con burbujas llenas de helio que muestran las trayectorias de los vórtices de las puntas de las alas.
( Wikipedia: visualización de flujo )
Solo puede ver los vórtices de la punta del ala cuando estas líneas se crean cerca de la punta del ala. Si está interesado en el flujo sobre el perfil aerodinámico general, solo crearía tales líneas sobre la sección central del ala y no verá ningún vórtice en la punta del ala.
También tenga en cuenta que necesita un modelo completo de toda la aeronave para obtener con precisión estos vórtices en las puntas de las alas. Si solo tiene el perfil aerodinámico sin unirlo al cuerpo de un avión, el efecto será diferente. Y si el perfil aerodinámico llega hasta la pared del túnel de viento, obviamente no hay punta del ala, lo que da como resultado que no haya vórtices en la punta del ala.
Ese fenómeno se conoce como vórtice en la punta del ala. Es producido por el flujo de aire alrededor del extremo del ala. Un perfil aerodinámico de pared a pared no producirá vórtices en las puntas de las alas porque no tiene puntas de alas .