Design of low Reynolds number airfoils with trips

Gopalarathnam, Ashok; Broughton, Benjamin A.; McGranahan, Bryan D.; Selig, Michael S.

doi:10.2514/6.2001-2463

Cited by 14 publications

(17 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…For example Shyy et al [1999] examined both rigid and flexible airfoils, Selig and Guglielmo [1997] showed that high lift conditions could be obtained using a concave pressure recovery and aft loading. Gopalarathnam et al [2003] applied boundary layer trips coupled with transition ramps in the geometric design. They showed low Reynolds number performance characteristics resulting in higher lift to drag ratios when operating near the maximum lift coefficient condition.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental Time Resolved Flow Features of Separation Over an Elliptic Leading Edge

Morse

Liburdy

2008

46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit

View full text Add to dashboard Cite

This study investigates the flow over a flat airfoil of low aspect ratio using experimental, time-resolved particle image velocimetry methods. The flow conditions are characterized by low Reynolds flow at two relatively high angles of attack, 15° and 20°. A high pass Gaussian filter was employed to help identify structures within the flow field. Also, a velocity gradient tensor method, λ 2 , was used to visualize vortical structures within the flow. The Proper Orthogonal Decomposition was applied to analyze primary features within the flow. A few, high energy modes are found which recreate the process of vortex shedding for both angles of attack. Nomenclature a k (t) = amplitude time series function for mode k d(x,t) = function representing all velocity data points over all time steps D = NxM matrix of velocity at N locations and M times f k (x) = spatial eigenfunction of velocity for mode k G = 2x2 matrix of 2D velocity vector gradient α = angle of attack λ 2 = vortex detection parameter, second eigenvalue of G λ k = total variance of amplitude time series for mode k Σλ k = cumulative modal variance up through mode k Σλ tot = cumulative modal variance of all modes

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental Time Resolved Flow Features of Separation Over an Elliptic Leading Edge

Morse

Liburdy

2008

46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…These designs have more or less something to do with the transitional bubble structure in the upper surface, e.g. the use of a -transition ramp‖ to promote the transition without introducing large bubbles [9], and the introduction of concave pressure recovery and aft loading to redistribute the load [36]. However, the incomplete understanding of transition process greatly impedes the development of newer airfoils.…”

Section: Previous Researches On Low Reynolds Number Aerodynamicsmentioning

confidence: 99%

A computational study of quasi-2D flows at low Reynolds numbers

Gao

View full text Add to dashboard Cite

Previous studies on low Reynolds number quasi-2D flow around airfoils were mostly two-dimensional, with issues for stalling behavior at higher angles of attack (AOAs). In the present work, a computational study was conducted to investigate the unsteady quasi-2D flow around a streamlined NASA low-speed GA(W)-1 airfoil and a corrugated dragonfly airfoil at the Reynolds numbers of 68,000 and 55,000 with both 2D and 3D simulations. These simulations were carried out by solving the unsteady 2D and 3D Navier-Stokes equations to predict the behavior of the unsteady flow structures around the airfoils at different AOAs. Extensive comparisons were made between the numerical results and wind-tunnel experimental results for the same configurations. It was found that the 2D and 3D simulations differ significantly at relatively high AOAs, and that the 3D computational results agree much better with the experimental data. It is believed that unsteady vortex-dominated flow at high angle of attack is strongly three-dimensional. As a result, the 2D simulations are not adequate in resolving the fundamental flow physics, and 3D simulations are necessary to correctly predict the flow behavior at such conditions.

show abstract

“…A equação (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19) é chamada a equação de Orr-Sommerfeld e é a equação fundamental para a teoria de estabilidade incompressível. As soluções da equação (2-19) correspondem às ondas de pequenas perturbações e são denominadas as ondas de Tollmien-Schlichting.…”

Section: Sumáriounclassified

“…Através da teoria de amplicação espacial, soluções da equação(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19) serão determinadas, visto que a amplitude da perturbação em um ponto é independente no tempo, mudando apenas com a distância. Os autovalores da equação de Orr-Sommerfeld são apresentados em diagramas (α,Re) que descrevem os três estados de uma perturbação a um dado número de Reynolds: amortecido, neutro ou amplicado.…”

unclassified

“…Os autovalores da equação de Orr-Sommerfeld são apresentados em diagramas (α,Re) que descrevem os três estados de uma perturbação a um dado número de Reynolds: amortecido, neutro ou amplicado. Assim, cada solução da equação(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19) fornecerá uma autofunção φ(y) e um autovalor complexo c = c r + i · c i , para cada par de α e Re. O termo c i possui um mesmo indicador de estabilidade que ω i , onde c i = 0 indica os casos neutros para as perturbações.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Estudo Da Melhoria De Performance Aerodinâmica De Um Perfil Aplicado a Veículos Aéreos Não Tripulados

CALDAS¹

View full text Add to dashboard Cite

AgradecimentosAgradeço às minhas famílias. Primeiro, agradeço aos meus queridos pais, Gabriela Geminiani e José Filipe Pereira Caldas, pelo eterno apoio, amor e carinho ao longo de toda a minha vida, meus companheiros que sempre me souberam guiar e mais do que tudo perseguir meus sonhos. Agradeço à minha irmã e meu irmão, Agustina Caldas e Gonzalo Caldas, vocês trouxeram felicidade e coragem para ganhar responsabilidades que fui ganhando ao longo dos anos. Agradeço a minha avó, Mercedes Geminiani, minha madrinha, Marina Geminiani, pelo apoio e carinho que recebi e que, assim como minha mãe e irmã, são mulheres das quais tenho como referência, de pessoas fortes e com atitude sem igual. Agradeço à Escola Parque e todo seu corpo docente, que me permitiu obter uma formação mais crítica do mundo que gira em torno de todos nós, obrigado em especial aos professores Marco Silami, Renato Cardoso, Frederico Montanari e Daniel Bahiense pelo apoio e mais do que tudo por acreditarem em mim. Agradeço à PUC-Rio e todo o corpo docente do Departamento de Engenharia Mecânica por todos os conhecimentos adquiridos. Agradeço aos meus colegas Thiago Costa, Petrus Arruda, Daniel Rotolo, João Nassif, Matheus Peres e Raphael Mastrangelo pelo grande grupo que formamos ao longo da faculdade e são amigos que guardo com muita felicidade pelas experiências e aprendizados que tivemos juntos. Agradeço à equipe AeroRio UAV Design, obrigado pela minha transformação pessoal, acadêmica e prossional e permitir alcançar meu sonho de estar mais próximo do mundo da aeronáutica. Agradeço a todos os membros e ex-membros pela conança e amizade, que me trouxe coragem a perseguir meus sonhos. Todo este trabalho e outros que passaram foram elaborados buscando gerar frutos para o desenvolvimento e sucesso futuro dessa equipe. Por m, gostaria de agradecer meu orientador Prof. Igor Braga por todo o apoio e conança que me deu ao longo dos projetos que construímos ao longo dos últimos anos. Todas as críticas e ensinamentos foram essenciais e permitiram o desenvolvimento deste projeto e também as minhas escolhas e perspectivas para a minha vida prossional. Palavraschave Veículos Aéreos Não-Tripulados; aerofólio; Natural Laminar Flow; camada limite; redução de arrasto; previsão da transição. Abstract Study of aerodynamic performance improvement of an airfoil applied to autonomous air vehicles Autonomous aerial systems have a growing range of applications in various areas such as agriculture and logistics. Within this branch, stand out the xed and rotary wing Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), because they have particular advantage over multirotor vehicles for their versatility, autonomy and eciency. These aircraft generally operate at low speeds, hencein Reynolds number ranges around 200,000 to 400,000. In this range the ow can still be kept laminar over the pressure recovery region in the wing upper surface of these vehicles. Thus, the presence of laminar separation bubbles caused by the unfavorable pressure gradient may occur. These bubbles cause loss of lift and d...

show abstract

Design of low Reynolds number airfoils with trips

Cited by 14 publications

References 6 publications

Experimental Time Resolved Flow Features of Separation Over an Elliptic Leading Edge

Experimental Time Resolved Flow Features of Separation Over an Elliptic Leading Edge

A computational study of quasi-2D flows at low Reynolds numbers

Estudo Da Melhoria De Performance Aerodinâmica De Um Perfil Aplicado a Veículos Aéreos Não Tripulados

Contact Info

Product

Resources

About