Defensa de la tesis de Ander Zarketa Astigarraga
Defensa de la tesis de Ander Zarketa Astigarraga
Defensa de la tesis de Ander Zarketa Astigarraga
Título de la tesis: "Aerodynamic characterization of transitionally-operating airfoils under a set of flow conditions going from ideal to real configurations". Obtuvo la calificación SOBRESALIENTE con mención ‘CUM LAUDE’
- Título de tesis: "Aerodynamic characterization of transitionally-operating airfoils under a set of flow conditions going from ideal to real configurations".
- Tribunal:
- Presidencia: Mickaël Bourgoin (ENS de Lyon)
- Vocalía: Esteban Ferrer Vaccarezza (Universidad Politécnica de Madrid)
- Vocalía: Martin Obligado (Université de Grenoble)
- Vocalía: Alejandro Martínez-Cava Aguilar (Universidad Politécnica de Madrid)
- Secretaría: Markel Peñalba Retes (Mondragon Unibertsitatea)
Resumen
Las aplicaciones que disponen de perfiles aerodinámicos operando en régimen transicional cubren un amplio rango, incluyendo alas de micro- o nano-vehículos aéreos, ciertas secciones de las palas de aerogeneradores de mediano y gran tamaño o álabes de turbomaquinaria. El paradigma de las renovables, entre cuyas fuentes energéticas la eólica adquiere una importancia capital, o el aumento en el empleo de \emph{drones} como nuevos aparatos de distribución y transporte, monitorización de terreno o misiones de rescate, son indicadores que muestran el papel preponderante que está adquiriendo el régimen de flujo transicional en el seno de la disciplina aerodinámica.
Más allá del interés que dichas aplicaciones puedan suscitar, las contribuciones científicas del presente trabajo se centran en realizar una caracterización numérico-experimental de perfiles aerodinámicos bajo diferentes condiciones de flujo. Así, los objetivos del estudio pueden desglosarse según dos vertientes principales: en la vertiente experimental, lo que se pretende es complementar el conocimiento actual acerca de cómo los flujos transicionales influencian los procesos de diseño y caracterización de perfiles aerodinámicos empleados en aplicaciones industriales. Este cometido se lleva a cabo mediante la realización de ensayos en túnel de viento, empleando sucesivas configuraciones que reproducen condiciones de flujo cada vez más realistas. El punto de partida se corresponde con el conocido como flujo-limpio, en el cual la caracterización aerodinámica tiene lugar bajo una corriente uniforme, estacionaria y bidimensional. Los efectos reales se incorporan en dos tandas sucesivas, bien sea introduciéndolos en el campo fluido, bien en la geometría del perfil. Dichas configuraciones constituyen los paradigmas de flujo-turbulento y flujo-rugoso respectivamente, y resultan en unas condiciones de flujo pseudo-reales que contrastan notablemente con la configuración limpia. El paradigma de flujo-real se obtiene combinando las dos anteriores, y se muestra que el comportamiento del perfil difiere substancialmente al conjugar ambos efectos. El proceso de caracterización se complementa con un análisis sobre la efectividad de ciertos elementos de rugosidad discretos, empleados como técnica de control de flujo para mejorar las prestaciones del perfil. De hecho, se demuestra que distribuciones particulares de dichos elementos pueden resultar nocivas bajo condiciones limpias o pseudo-reales, pero que se tornan favorables al pasar a configuraciones reales.
En cuanto a la vertiente numérica, se han realizado simulaciones RANS bidimensionales, así como cálculos basados en métodos de paneles, bajo condiciones de flujo limpias y turbulentas. La comparativa con sus homólogos experimentales revela la necesidad de profundizar en la modelización numérica, de cara a obtener correlaciones numérico-experimentales que sean aceptables.