DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DEL HIDROALA BIÓNICA A PARTIR DE LAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE LOS ESTURIONES

Resumen

Los sustentadores diseñados por el Comité Consultivo Nacional de Aeronáutica (NACA) son actualmente adoptados en los hidroalas de propulsión hidráulica (bomba, turbina de agua). Sin embargo, la serie NACA está diseñada en base a la teoría de la aerodinámica, por lo que su rendimiento se ve afectado inevitablemente cuando se aplica directamente a la propulsión hidráulica. Por lo tanto, debemos investigar más a fondo, basándonos en organismos acuáticos, el mecanismo que afecta a las características hidrodinámicas del hidroala. En este estudio, se diseñó un hidroala basado en el esturión en medio acuático utilizando un escáner láser 3D y se integró el rendimiento hidrodinámico del hidroala mediante simulación numérica. Se adoptó un modelo SST k-? en los números 1E6, 3E6 y 5E6 de Reynolds bajo un ángulo de ataque de 0°-27° para el análisis de los coeficientes de elevación y resistencia, vórtices de punta y distribución de presión en la superficie superior del hidroala tipo esturión en comparación con los de los hidroala tipo NACA0012 y NACA0015. Los resultados muestran que los coeficientes de elevación del hidroala tipo esturión son mayores que los de los hidroala NACA0012 y NACA0015 en diferentes números de Reynolds. Los hidroala NACA0012 y NACA0015 generan y extienden vórtices de punta más fácilmente que el hidroala tipo esturión, pero éste genera una mayor fuerza de elevación antes de alcanzar el ángulo de pérdida del ataque, especialmente en la región de máximo espesor de la superficie superior. Las conclusiones obtenidas en el estudio tienen importantes implicaciones para el diseño de un perfil biónico adecuado para la propulsión hidráulica. Palabras clave: Hidroala biónica, Flujo de fluido, Vórtices de punta, Distribución de presión, Rendimiento hidrodinámico