Validación del programa XFlow para un perfil aerodinámico NACA 0012

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) consiste en la simulación y análisis bidimensional de un flujo subsónico incompresible sobre un perfil aerodinámico National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) 0012 operando a diversos números de Reynolds y para un determinado rango de ángulos de ataque, incluyendo aquellos que generan la entrada en pérdida. Para simular este flujo, se resuelve la ecuación de transporte de Boltzmann combinada con el modelo de turbulencia WALE (Wall-Adapting Local Eddy) por medio de un novedoso tipo de modelo de colisión. A este efecto, se ejecuta XFlow, un código comercial de dinámica de fluidos computacional (CFD) con un enfoque completamente lagrangiano basado en el método numérico de Lattice-Boltzmann (LBM). El objetivo principal radica en la validación del modelo de turbulencia mediante la evaluación de los coeficientes aerodinámicos obtenidos para el perfil seleccionado y su comparación con los resultados provenientes de ensayos experimentales y otros códigos.

The present Final Degree Project consists in the bidimensional simulation and analysis of an incompressible subsonic flow over a National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) 0012 airfoil operating at different Reynolds numbers and for a certain range of angles of attack, including those generating stall. To simulate this flow, the Boltzmann transport equation combined with the WALE (Wall-Adapting Local Eddy) turbulence model is solved by means of a novel type of multi-relaxation-time (MRT) collision model. To this end, XFlow, a commercial computational fluid dynamics (CFD) code with a completely Lagrangian approach based on the numerical Lattice-Boltzmann (LBM) method, is executed. The main objective lies in the turbulence model validation through the evaluation of the aerodynamic coefficients obtained for the selected airfoil and its comparison with the results from experimental tests and other codes.