In a previous research Active Flow Control techniques, such as sweeping jets, applied in an ultra-low Reynolds regime (Re=1000) were found effective to reattach an already separated flow achieving lift enhancements but also inducing a large skin-friction drag increase due to the high velocities near the airfoil surface. In this study, firstly the current actuator configurations have been analyzed with the objective of determining the most important factors involved in the increase of the viscous drag. Then, several hypothesis have been done with the aim of reducing this drag penalty while keeping the lift enhancement. The decision taken in this sense has been to apply geometrical modifications to the the actuators using two control parameters, the jet width and the jet angle in which the fluid is injected. Moreover these modifications have been applied to three different actuation types; blowing, suction and synthetic jets. The simulations have been carried in a 2D NACA0012 airfoil in which a remeshing has been done in order to apply the commented modifications. The obtained results show variations depending on in which actuation type are applied. The jet angle modification has obtained interesting results for the blowing jet, since an angle that maximizes the lift coefficient has been found. The jet width has also obtained an optimum value for a specific momentum coefficient, that moreover is suitable for the three actuations. In conclusion, it has been proved that that besides the momentum coefficient and the jet location the geometrical parameters of the actuator have also a considerable impact on the overall efficiency of the actuation.
En un estudio anterior las ténicas de control de flujo activo, como es el caso de los sweeping jets, aplicadas en un Reynolds ultra bajo (Re=1000) demostraron ser efectivas en cuanto al lift se refiere, pero las altas velocidades que provocan cerca de la superficie causaron a su vez un empeoramiento del drag de fricción. En este estudio, se han analizado primero las diferentes configuraciones de actuadores existentes con el objetivo de determinar los factores que más influyen en el aumento del drag viscoso. Después se han propuesto varias hipótesis con el objetivo de reducir el empeoramiento del drag manteniendo el incremento del lift. En este sentido, se ha decidido modificar la geometría de los actuadores usando dos parámetros de control; el ancho del jet y el ángulo en el cual se inyecta el fluido. Estas modificaciones se han aplicado a tres tipos de actuaciones; soplado, succión y synthetic jets. Para las simulaciones se ha usado un perfil NACA00122D, en el cual se ha modificado el mallado para poder incluir los cambios en la geometría.Los resultados obtenidos difieren según el tipo de actuación en el cual son aplicados. La modificación del ángulo del jet ha obtenido resultados interesantes en el caso del soplado, en el cual se ha encontrado un ángulo que maximiza el lift. En el caso del ancho del jet también se ha encontrado un valor óptimo para el coeficiente de momento utilizado, que además es aplicable para los tres tipos de actuaciones. En definitiva, se ha probado que además del coeficiente de momento y la posición del actuador las características geométricas de los actuadores también juegan un papel destacable en la eficiencia de la actuación.
gmail.com
