Contenido Fundamentos de los Métodos Numéricos en Aerodinámica

En aerodinámica, salvo en problemas cuya formulación haya simplificada bajo ciertos requisitos, no es fácil encontrar soluciones analíticas, lo que ha motivado desde sus mismos inicios la dedicación de constantes esfuerzos para disponer de soluciones numéricas para los problemas en estudio.

En este texto se presentan los fundamentos de los métodos numéricos potenciales (métodos de paneles y de mallas de torbellinos), y también se presentan los fundamentos de los métodos de volúmenes fluidos, que permiten tratar satisfactoriamente problemas donde la existencia de capas límite no pueda ser obviada, sien-do preciso entonces retener los efectos viscosos en la formulación.

Este texto está pensado como material de apoyo para un curso elemental de aerodinámica, ya que conviene señalar que la realidad actual es, en cuanto a la aerodinámica numérica se refiere, mucho más compleja.

CONTENIDO

    1. Métodos de paneles

        1.1. Introducción
        1.2. Ecuación integral de Green
            1.2.1. Elección del potencial interior 1.3. Método de Hess-Smith
            1.3.1. Cálculo de las velocidades inducidas
            1.3.2. Cálculo de los coeficientes aerodinámicos en régimen incompresible 1.4. Métodos basados en distribuciones equivalentes de torbellinos
        1.5. Comparación con resultados analíticos y experi-mentales
        1.6. Método de paneles con distribución lineal en cada panel

    2. Método de Multhopp

        2.1. Introducción
        2.2. Ecuación integral de Prandtl
        2.3. Método de Multhopp para alas largas
        2.4. Ejemplos de aplicación del método de Multhopp
        2.5. Método de Multhopp para alas de alargamiento medio

    3. Métodos de mallas de torbellinos

        3.1. Introducción
        3.2. Formulación del problema potencial y linealización
        3.3. Torbellinos potenciales
        3.4. Método clásico de mallas de torbellinos
            3.4.1. Posiciones en cada panel de la cabeza del torbellino y el punto testigo
            3.4.2. Aplicación del método de mallas de torbellinos
            3.4.3. Condiciones de contorno
            3.4.4. Cálculo de las velocidades inducidas
            3.4.5. Cálculo de los coeficientes aerodinámicos 3.5. Singularidades en la solución
        3.6. Ejemplos de comparación con resultados experi-mentales

    4. Método de volúmenes finitos

        4.1. Introducción
        4.2. Planteamiento del problema discretizado
            4.2.1. Discretización del dominio
            4.2.2. Esquemas de discretización
            4.2.3. Discretización temporal
            4.2.4. Planteamiento de las ecuaciones discretizadas
            4.2.5. Condiciones de contorno e iniciales 4.3. El proceso de resolución de las ecuaciones
            4.3.1. Métodos directos
            4.3.2. Métodos iterativos
            4.3.3. Acoplamiento entre ecuaciones de conservación
        4.4. Conclusiones acerca de los métodos CFD

    Bibliografía