Resumen

La alta eficiencia y el bajo consumo de combustible hacen que el sistema de rotor abierto contrarrotante (CROR) sea un sistema de propulsión viable, económico y respetuoso con el medio ambiente, para las futuras aeronaves. Aunque los beneficios potenciales son bien aceptados, todavía existen preocupaciones con respecto a las vibraciones y el ruido causados por las interacciones aerodinámicas de los sistemas CROR. En este trabajo se hace hincapié en el análisis detallado de las interacciones aerodinámicas entre las hélices delanteras y de popa de una configuración CROR de arrastre. Para el primer paso, se implementan simulaciones de Navier-Stokes con promediación de Reynolds (URANS) inestables, junto con la tecnología de malla dinámica parcheada, en la configuración de hélice simple aislada (SRP) en varias condiciones de funcionamiento, con el fin de probar la precisión y la viabilidad del enfoque numérico. Los resultados numéricos se verifican mediante una prueba en el túnel de viento, mostrando buenos acuerdos con los datos experimentales. Posteriormente, el enfoque URANS se aplica a la configuración CROR. Los resultados numéricos obtenidos mediante el enfoque URANS ayudan a mejorar la comprensión del complejo campo de flujo generado por la configuración CROR, y la comparación del campo de flujo SRP y el campo de flujo CROR permite un análisis detallado de las interacciones aerodinámicas de las estelas de las palas de la hélice delantera y los vórtices de punta con la hélice de popa. La razón principal de las interacciones aerodinámicas son los efectos mutuos de los vórtices de punta de las palas, y la hélice de popa reduce la fuerza de los vórtices de punta de las palas de la hélice delantera. Las interacciones aerodinámicas darán lugar a oscilaciones periódicas de las fuerzas aerodinámicas, y la frecuencia de las oscilaciones está relacionada con el número de palas. Además, un CROR tiene un coeficiente de empuje y potencia mayor que el de la configuración SRP en las mismas condiciones de funcionamiento. Se ha comprobado que el enfoque URANS acoplado a un método de malla dinámica parcheada es una herramienta eficaz y precisa en el análisis de las interacciones aerodinámicas de las hélices.

• Materias:Reacciones químicas Minería de datos Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Chemical reactions Data mining Aerodynamics Aerospace engineering Aeronautical Engineering
• Palabras claves:interacción aerodinámica, hélice de popa, vórtice en las puntas de las palas, malla dinámica parcheada, configuración cror, análisis detallado, enfoque urans, resultados numéricos, bajo consumo de combustible, campo de flujo cror
• Keywords:aerodynamic interaction, aft propeller, blade tips vortex, dynamic patched grid, cror configuration, detailed analysis, urans approach, numerical results, low fuel consumption, cror flow field