Você está basicamente fazendo duas perguntas aqui:

1. Como escolhemos um volume de controle adequado?
2. Que efeitos tem a geometria física de um túnel de vento em nossa capacidade de fazer medições precisas?

Seleção de contol-volume

Young, et al., tenha algumas palavras interessantes:

Any volume in space can be considered as a control volume. The ease of solving a given fluid mechanics problem is often very dependent upon the choice of the control volume used. Only by practice can we develop skill at selecting the "best" control volume. None are "wrong," but some are "much better" than others.

Os pesquisadores que surgiram com o volume de controle na sua imagem tinham bastante prática e sabiam como habilmente diminuir sua carga computacional através da seleção de volume de controle. Eles poderiam ter selecionado um volume de controle fora do túnel de vento - ou até mesmo a 1000 milhas -, mas essa abordagem exigiria muito mais trabalho para obter seus resultados. Eu sugiro olhar através de este conjunto de notas para uma apresentação matematicamente inclinada na seleção de volume de controle neste caso particular (também o ajudará com o problema 2.2 e sua segunda pergunta). A resposta de Alv discute alguns dos fatores mais qualitativos que influenciam a seleção controle-volume neste caso.

Então, para responder suas duas primeiras perguntas especificamente, você pode colocar $ bh $ onde quiser e fazer o tempo que quiser, mas há uma vantagem em configurar o volume de controle da maneira como está na sua imagem. / p>

Experiências de túnel de vento

Para responder à sua terceira pergunta, as paredes do túnel de vento seriam idealmente infinitamente distantes do artigo de teste. Tal arranjo é obviamente impossível, então várias correções de interferência de parede são desenvolvidas. Aqui é uma breve visão geral dessas correções; uma simples pesquisa no Google trará muito mais informações. Túneis individuais desenvolverão seu próprio conjunto de correções que incluem coisas como o tamanho apropriado para um modelo e a distância que deve ser das paredes (também procure relação de bloqueio ).

O projeto do túnel de vento também pode ajudar a mitigar a interferência na parede. Muitos túneis de velocidade mais alta apresentam paredes entalhadas em suas seções de teste para encontrar um compromisso entre direcionar o fluxo de ar e permitindo que os distúrbios de pressão desapareçam.

Especificamente para sua quarta pergunta, a precisão dos seus resultados será determinada pela maneira criteriosa com que você determina e aplica suas correções. Dado que os túneis de vento são ainda usados na indústria para desenvolver novos aviões, podemos estar certos de que há uma maneira de obter resultados razoáveis. Ainda mais, os dados produzidos pelos próprios estudos que Anderson descreve são ainda usados por engenheiros e cientistas; o método de integração de pressão tem se mostrado bastante robusto ao longo dos anos.

essas são algumas ótimas perguntas. Vou tentar ser muito conciso.

Em primeiro lugar, em relação à linha "bh", não há um tamanho fixo que você possa calcular. Idealmente, você quer ter certeza de obter medições de toda a região onde há uma perda de momentum. Portanto, você procura fazer medições até chegar a um ponto distante o suficiente para $ u_1 = u_2 $.

Note que esta perda de momentum está diretamente relacionada ao tamanho do rastro, assim o comprimento de 'bh' seria determinado pelo número de Reynolds, ponto de separação, incidência, etc. Um problema comum, especialmente em AoA alto, é que o rake é tão grande que o rake do wake não cobre essa linha 'bh'. Isso significaria que a perda de momentum medida e, portanto, o arrasto, é menor do que é fisicamente.

Com relação à distância do bordo de fuga: Você deve evitar estar muito perto, pois fenômenos como bolhas de recirculação ou a diferença de pressão entre a parte superior e inferior do aerofólio estragariam suas medições (a velocidade não é normal para o sondas, etc). Por outro lado, o fluxo no rake induz uma perda de momentum adicional, assim, se você fizer as medições mais à frente, você também estaria medindo essa contribuição, além do arrasto do aerofólio. Além disso, o tamanho do rastro aumenta, levando aos problemas mencionados na primeira pergunta. Normalmente, uma distância de aproximadamente um acorde é usada para as experiências.

A próxima pergunta está relacionada a um tópico diferente, correções de túnel de vento. A partir da imagem, devido à perda de momentum, usando a equação de continuidade, você sempre terá $ ai & bh $. O que é definido como "linhas de corrente distantes do corpo", linhas ab e hi, estão assumindo pressão e velocidade constantes. Se você adicionar os limites do túnel de vento, impondo que as linhas de fluxo sejam paralelas à superfície do túnel, haverá uma aceleração do fluxo, $ u_1 < u_2 $, portanto, esse p = p_infinidade não será mais alcançado.

Essa mudança no perfil de velocidade afetará as medições no ancinho, portanto, algumas correções são necessárias. Quanto maior o túnel de vento, menores as correções. No livro você encontrará um belo capítulo sobre isso.

Com relação à última pergunta, infelizmente eu não tenho mais o livro ... Mas esse método tem de fato algumas desvantagens (além das citadas acima). Em primeiro lugar, o arrasto de pressão é quase negligenciado. Além disso, medir o fluxo turbulento na esteira é difícil e leva a erros se a velocidade não for normal para a sonda (isso acontece especialmente em alta AoA).

Espero que isso tenha ajudado!