Como ler representações de pressão em torno de um aerofólio?

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Representações reais encontradas on-line

Eu selecionei 6 representações on-line de pressão em torno de um aerofólio, principalmente usando a simbologia inconsistente do campo de pressão.


Fonte das imagens individuais: Fig 1 , fig 2 , fig 3 , fig 4 , fig 5 , fig 6

Como visível, as setas podem ser encontradas em quase todas as combinações de direções. Na figura 4, as pressões são de cerca de 2 hPa (200 Pa) e 5 hPa, o que não é realmente compreensível quando a pressão ao nível do mar é de cerca de 1.000 hPa.

A última figura mostra o campo de pressão na seção transversal, não apenas na superfície do aerofólio (que acredito ser o caso das outras figuras).

Suposições feitas para ler as figuras

Seguindo as respostas neste site, sei que a pressão no lado inferior do aerofólio é maior que a pressão no lado superior. Suponho também que a pressão no lado superior é menor que a pressão ambiente, e a pressão no lado inferior é maior do que a pressão. Acredito que os desenhos estão tentando representar esses dois aspectos, mas usando convenções diferentes (e não especificadas).

Provavelmente a convenção mais clara é a usada na figura 6: Amarelo é provavelmente a pressão ambiente, laranja seria maior, verde menor, azul menor ainda.

Perguntas

  • Quais são as pressões habituais encontradas em torno de um aerofólio, por exemplo? em cruzeiro, a meio vão de uma asa A320 (comparada com a pressão ambiente).

  • Qual é a representação mais correta do campo de pressão nas figuras acima?

  • Existe alguma maneira convencional usada pelos engenheiros para descrever o campo de pressão sem ambigüidade?

por mins 27.11.2016 / 19:20

1 resposta

As setas são mais para o fator "gee wiz" - enquanto elas ajudam a mostrar em qual direção a pressão está agindo, o .

Agora, para as suas figuras:

  1. Isso provavelmente tenta ilustrar o fato de que há pressão de ar ao redor do aerofólio e menos no topo do que no inferior. Mas o comprimento das setas não corresponde a nenhuma distribuição de pressão real. Por favor, não use este terreno para aprender aerodinâmica.
  2. Este tenta ser mais realista, mas deixa a distribuição de pressão ao redor do nariz totalmente errada. Embora melhor que 1, ainda não é recomendado.
  3. Este é claramente o melhor do grupo. Aqui você tem uma região de sobrepressão pequena, mas intensa, perto do ponto de estagnação e sucção de ambos os lados, como seria o caso de um pequeno e médio ângulo de ataque, se o aerofólio tiver alguma espessura. O efeito de deslocamento fará com que o fluxo em ambos os lados acelere para uma velocidade acima da velocidade de vôo, mas a curvatura e o ângulo de ataque tornam esse efeito muito mais pronunciado no topo. No bordo de fuga, você encontrará uma pequena sobrepressão na parte superior e uma pequena sucção na parte inferior quando o fluxo estiver em torno da borda de fuga, porque a camada limite na superfície superior é muito mais espessa do que na superfície inferior.
  4. Aqui você vê números de diferença de pressão absoluta, o que é incomum. Embora os números pareçam realistas, esse enredo também não é muito útil porque omite a distribuição de pressão na parte dianteira do aerofólio, onde a maior parte da ação ocorre. Eu acho que este é outro enredo especial para ilustrar um aspecto específico. Os números são a diferença de pressão para a pressão ambiente.
  5. Este apenas tenta mostrar como a pressão varia ao longo de um streamline. Mas o aerodinamismo tem uma distância constante do aerofólio, o que é errado, porque normalmente ele se aproximaria da superfície do aerofólio proporcionalmente ao aumento da velocidade local. Além disso, a área de estagnação está muito atrasada.
  6. Esta é uma plotagem típica de um código de Euler ou Navier-Stokes, em que o espaço ao redor do aerofólio é revestido em vez de apenas a superfície, como é habitual para o fluxo potencial. O enredo parece credível, mas sem uma lenda você não aprende muito sobre as pressões ao redor do aerofólio. Sua suposição sobre as cores está correta.

Por favor, note que 1 tenta mostrar pressão absoluta enquanto os outros mostram a diferença de pressão para ambiente.

Para responder à sua pergunta: A maioria das tramas é uma droga e seria um desperdício de tempo para "lê-las" por causa de sua veracidade limitada. Talvez isso melhorasse quando você lesse o texto que o acompanha, mas seria ainda melhor se todos os gráficos fossem como o número 3.

O que mais ajuda na leitura de gráficos de pressão é a consistência - aqui todos os 6 gráficos falham. A maneira correta é plotar o coeficiente de pressão, conforme explicado no resposta vinculada . Só então você pode ganhar alguma familiaridade com a representação e fazer comparações significativas entre diferentes aerofólios ou condições de fluxo. Valores negativos do coeficiente de pressão $ c_p $ indicam sucção e positivos sobrepressão, todos relativos à pressão estática ambiente.

    
27.11.2016 / 21:38