Pitch-Plunge Equivalence in Dynamic Stall of Ramp Motion Airfoils

Autor(es)

Miotto, Renato ; Wolf, William ; Gaitonde, Datta ; Visbal, Miguel

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: AIAA JOURNAL; v. 61, n. 1, p. 15-pg., 2023-01-01.

Resumo

Large-eddy simulations (LES) are employed to investigate the pitch-plunge equivalence of an SD7003 airfoil undergoing constant ramp motions at Reynolds number Re=6x104. The equivalence is constructed based on the geometric effective angle of attack according to the quasi-steady thin-airfoil theory. Two rates of descent (or pitch up) are analyzed for different Mach numbers in order to investigate the effects of compressibility on the evolution of the dynamic stall vortex (DSV). During the onset of the DSV and its transport along the airfoil surface, remarkable similarities are found between pitch and plunge in terms of flow topology, aerodynamic loads, and signatures of wall pressure and friction coefficients. However, these flow similarities cease at high-load conditions as the DSV becomes more susceptible to the peculiarities of the airfoil motion, manifested here by different trailing-edge vortices. Employing a correction for the rotation-induced apparent camber effect present in the pitching case, which results from the quasi-steady thin-airfoil theory, improves the agreement between pitch and plunge. However, it is not sufficient to assimilate their disparate trailing-edge systems. Results also demonstrate that the limit angle at which pitch-plunge equivalence remains valid decreases for higher Mach numbers. (AU)

• Processo FAPESP: 22/09196-4 - Aprofundando a compreensão de escoamentos aerodinâmicos não-estacionários por meio de simulações de alta fidelidade, modelagem analítica e técnicas de aprendizado de máquina profundo
• Beneficiário: Renato Fuzaro Miotto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
• Beneficiário: Munir Salomao Skaf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 21/06448-0 - Simulações numéricas de alta fidelidade aplicadas em aerodinâmica não-estacionária, turbulência e aeroacústica
• Beneficiário: William Roberto Wolf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 17/10795-1 - Investigação de Escoamentos Compressíveis Turbulentos sobre Aerofólios Utilizando Simulações de Alta-Resolução
• Beneficiário: Renato Fuzaro Miotto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/02335-6 - Investigação da física de escoamentos sobre aerofólios em estol dinâmico utilizando simulações de grandes escalas e técnicas de pós-processamento
• Beneficiário: Renato Fuzaro Miotto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria
• Beneficiário: Francisco Louzada Neto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs