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-w 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