Análisis comparativo de las fuerzas de elevación en un ala obtenidas por método analítico y numérico (CFD)

Resumen

Las metodologías adoptadas por los equipos que participan en el concurso Aerodesign para realizar el dimensionamiento de las alas de su modelo de avión deben asegurar excelentes estimaciones de los valores de carga útil para cumplir con los objetivos del proyecto. La introducción de métodos numéricos ayuda en el diseño y dimensionamiento de todo el modelo, especialmente cuando está bien relacionado con el objetivo principal del proyecto. Esto se puede ver en este estudio, que propone específicamente generar análisis comparativos del ala de un modelo de avión. En el caso de competición, el objetivo es obtener una vela que tenga la mayor sustentación y la menor resistencia posible. Para ello, la metodología CFD (Computer Fluid Dynamics) es una excelente herramienta, ya que tiene la capacidad de realizar diversos análisis en diferentes proyectos. Así, tiene la capacidad de presentar diversos resultados, como flujo de fluido a lo largo del ala, vórtices de punta de ala, distribución de presión a lo largo de la zona del ala, así como valores de sustentación y arrastre, pudiendo extraer varios gráficos de cada uno de ellos. El presente trabajo tiene como objetivo analizar numéricamente un ala con perfil Epler 423 y área definida, con el fin de obtener los valores de las fuerzas de sustentación para cada inclinación. Inicialmente se aplica la metodología analítica clásica para obtener los valores de cada pendiente y sus respectivos resultados de soporte. Finalmente, los resultados de esta metodología, que normalmente se adopta en el proyecto Aerodesign, se utilizan como referencia y se comparan con los resultados del perfil con las mismas condiciones de contorno adoptadas en el método numérico, con el fin de verificar la convergencia de resultados y eficiencia del método numérico.