Comparativa de resultados y limitaciones entre un túnel de viento y simulaciones CFD

Compa a i a de esul ados
y limi aciones en e un
únel de ien o y
simulaciones CFD
Xa i Mo eno Co onado
Tu o : F ancesc Pé ez Ra ols
T abajo inal de g ado
Ingenie ía Mecánica
Cu so 2024-25
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
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Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones
CFD. © 2024 by Xa i Mo eno Co onado is licensed unde CC BY 4.0
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Yo, Xa i Mo eno Co onado, es udian e de la Escuela Poli ècnica Supe io
d’Enginye ia de Man esa (EPSEM), decla o median e el p esen e esc i o que
es e abajo es de mi au o ía o iginal y no con iene ma e ial plagiado. Asegu o
que odas las uen es de in o mación empleadas han sido co ec amen e ci adas
y e e enciadas, y a i mo que no he incu ido en copia no au o izada ni en la
ap opiación indebida del abajo in elec ual de e ce os.
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I. Ag adecimien os
En p ime luga , me gus a ía ag adece a mi u o F ancesc Pé ez Ra ols, po
b inda me su iempo y conocimien os pa a pode ealiza la in es igación
además de apo a ideas, b inda soluciones o se i de guía en un sec o poco
conocido pa a mí.
En segundo luga , ag adece a mi compañe o y amigo Juan F ancisco
Fe nández, el cual me ha aconsejado espec o el modelaje y condiciones de
con o no en el únel de ien o i ual.
También menciona a I án Viedma, quien me ha b indado su ayuda en cualquie
p oblema siemp e que me ha sido necesa io.
Po úl imo, ag adece a mi cí culo ce cano po se un pun o de apoyo y uen e
de mo i ación.
Muchas g acias.
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II. Resumen
El siguien e T abajo Final de G ado (TFG) se cen a en es udia un pe il
NACA0015 median e el únel de ien o de la uni e sidad y un únel de ien o
i ual.
Pa a ello se ealiza un es udio a a és del únel de ien o i ual del
compo amien o del pe il y como a ec a añadi al lap de Gu ney a su
compo amien o pa a pos e io men e e cómo a ec a aguje ea al lap a su
endimien o.
Seguidamen e, bajo las mismas condiciones de con o no, se es udia el pe il en
el únel de ien o de la uni e sidad, y a un únel de ien o i ual, modelado con
la misma geome ía que el eal, pa a pode sabe cuál es el e o de medición
gene ado en e ambos.
Se concluye es udiando cómo a ec an o os pa áme os a la ho a de ob ene los
esul ados del pe il, los cuales son el índice de bloqueo del únel, el núme o de
Reynolds y los complemen os añadidos al pe il.

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III. Resum
El següen T eball Final de G au (TFG) es cen a a es udia un pe il NACA0015
mi jançan el únel de en de la uni e si a i un únel de en i ual.
Pe a això es eali za un es udi a a és del únel de en i ual del compo amen
del pe il i com a ec a a egi el lap de Gu ney al seu compo amen pe
pos e io men eu e com a ec a pe o a el lap al seu endimen .
Seguidamen , so a les ma eixes condicions de con o n, s'es udia el pe il en el
únel de en de la uni e si a , i a un únel de en i ual modela amb la ma eixa
geome ia que el eal pe eali za el ma eix es udi pe pode sabe quin és l'e o
de mesu a gene a en e ambdós.
Es conclou es udian com a ec en al es pa àme es a l'ho a d'ob eni els
esul a s del pe il, els quals són l'índex de bloqueig del únel, el nomb e de
Reynolds i els complemen s a egi s al pe il.
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IV. Abs ac
The ollowing Final Deg ee P ojec ocuses on s udying a NACA0015 ai oil using
he uni e si y’s wind unnel and a i ual wind unnel.
To achie e his, he beha io o he ai oil is analyzed h ough he i ual wind
unnel, examining how he addi ion o a Gu ney lap a ec s i s pe o mance, and
subsequen ly, how pe o a ing he lap in luences i s e iciency.
Nex , unde he same bounda y condi ions, he ai oil is s udied in he uni e si y’s
wind unnel and in a i ual wind unnel modeled wi h he same geome y as he
physical one, in o de o de e mine he measu emen e o be ween he wo.
The p ojec concludes by analyzing how a ious pa ame e s in luence he esul s
o he ai oil, including he unnel blockage a io, he Reynolds numbe , and
addi ional componen s a ached o he ai oil.
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V. Glosa io
𝐴
Á ea del cue po
𝐴𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙
A ea ans e sal del únel de ien o
𝐵𝑅
Indice de Bloqueo
𝐶
Cons an e de Be noulli
𝑐
Velocidad del sonido
𝐶𝑅
Coe icien e de esis encia ae odinámica
𝐶𝑝
Coe icien e de p esión
𝐶𝑝𝑡
Coe icien e de p esión o al
𝐶𝑆
Coe icien e de sus en ación
𝑓
Fue zas ex e nas
𝐹𝑅
Fue za de esis encia
𝐹𝑆
Fue za de sus en ación
𝑔
G a edad
ℎ
Al u a del luido
𝑘
Conduc i idad é mica
𝑙
Longi ud ca ac e ís ica
𝑚
Masa
𝑀𝑎
Nume o de Mach
𝑃
P esión del luido
𝑝∞
P esión del lujo lib e
𝑅𝑒
Nume o de Reynolds
𝑡
Tiempo
𝑉
Volumen del luido
𝑣
Velocidad
𝑣∞
Velocidad del lujo lib e
𝜇
Viscosidad dinámica
𝜏
Es ue zo co an e
𝜌
Densidad
∇( )
G adien e de elocidad del luido
∇P
G adien e de p esión
∇T
G adien e de Tempe a u a
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Índice
I. Ag adecimien os ........................................................................................ 4
II. Resumen .................................................................................................... 5
III. Resum ....................................................................................................... 6
IV. Abs ac .................................................................................................... 7
V. Glosa io ..................................................................................................... 8
Índice ............................................................................................................. 9
VI. Índice de Figu as.................................................................................... 11
VII. Índice de Tablas .................................................................................... 15
1. In oducción ......................................................................................... 18
1.1 Mo i ación .......................................................................................... 18
1.2 Obje i os ............................................................................................ 18
2. Concep os undamen ales ................................................................... 20
2.1 Análisis dimensional .......................................................................... 20
2.1.1 Coe icien es de ue zas ............................................................... 20
2.1.2 Nume o de Reynolds ................................................................... 21
2.1.3 Nume o de Mach .......................................................................... 22
2.1.4 Coe icien e de p esión ................................................................. 23
2.2 Viscosidad .......................................................................................... 24
2.3 Capa limi e ......................................................................................... 25
2.3.1 E olución de la capa limi e ......................................................... 26
2.3.2 Desp endimien o de la capa limi e .............................................. 27
2.3.3 G adien es de p esión ................................................................. 28
2.4 Ecuación de Be noulli ........................................................................ 28
2.5 Vó ices .............................................................................................. 29
3. Mé odos de análisis ............................................................................. 31
3.1 Túnel de ien o ................................................................................... 31
3.1.1 Túnel de ien o HM 170 ............................................................... 32
3.2 Simulaciones CFD .............................................................................. 36
3.1.1 Ecuaciones de Na ie -S ocks ..................................................... 37
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Tabla 21: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con
lap de Gu ney de 7 mm a una elocidad de 20 m/s. .......................................... 89
Tabla 22: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney a una elocidad de 10 m/s. ............. 90
Tabla 23: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney a una elocidad de 20 m/s. ............. 90
Tabla 24: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm a una elocidad de 10 m/s.
..................................................................................................................... 90
Tabla 25: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm a una elocidad de 20 m/s.
..................................................................................................................... 90
Tabla 26: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm a una elocidad de 10 m/s.
..................................................................................................................... 91
Tabla 27: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm a una elocidad de 20 m/s.
..................................................................................................................... 91
Tabla 28: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm a una elocidad de 10 m/s.
..................................................................................................................... 91
Tabla 29: Resul ados D ag, Li , Coe icien e Down o ce y Coe icien e Li ob enidos
pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm a una elocidad de 20 m/s.
..................................................................................................................... 91
Tabla 30: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 sin lap de Gu ney y una elocidad de luido de 10 m/s. .................... 92
Tabla 31: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 sin lap de Gu ney y una elocidad de luido de 20 m/s. .................... 92
Tabla 32: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm y una elocidad de luido de 10 m/s. ..... 93
Tabla 33: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm y una elocidad de luido de 20 m/s. ..... 93
Tabla 34: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm y una elocidad de luido de 10 m/s. ..... 93
Tabla 35: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm y una elocidad de luido de 20 m/s. ..... 94
Tabla 36: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm y una elocidad de luido de 10 m/s. ..... 94
Tabla 37: E o ela i o y absolu o ob enido en ambos úneles de ien o en un pe il
NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm y una elocidad de luido de 20 m/s. ..... 94

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Tabla 38 Resul ados en los pa áme os es udiados en un pe il NACA0015 sin lap
de Gu ney a una elocidad del luido de 20 m/s. ............................................... 95
Tabla 39 Resul ados en los pa áme os es udiados en un pe il NACA0015 con lap
de Gu ney de 1 mm a una elocidad del luido de 20 m/s. ................................. 95
Tabla 40 Resul ados en los pa áme os es udiados en un pe il NACA0015 con lap
de Gu ney de 4 mm a una elocidad del luido de 20 m/s. ................................. 95
Tabla 41 Resul ados en los pa áme os es udiados en un pe il NACA0015 con lap
de Gu ney de 7 mm a una elocidad del luido de 20 m/s. ................................. 96
Tabla 42 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 sin lap de
Gu ney a una elocidad del luido de 20 m/s. ................................................... 96
Tabla 43 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de
Gu ney de 1 mm a una elocidad del luido de 20 m/s. ...................................... 96
Tabla 44 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de
Gu ney de 4 mm a una elocidad del luido de 20 m/s. ...................................... 97
Tabla 45 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de
Gu ney de 7 mm a una elocidad del luido de 20 m/s. ...................................... 97
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1. In oducción
1.1 Mo i ación
Des de que engo uso de azón, el mundo del Mo o spo ha sido un campo que
siemp e me ha ascinado, sob e odo obse ando los diseños de di e en es
monoplazas buscando de maximiza su endimien o ae odinámico. Es e hecho
epe cu ió en que e cu sa el g ado de Ingenie ía de Au omoción en la Escola
Poli ècnica Supe io d’Enginye ia de Man esa (EPSEM) de la Uni e si a
Poli ècnica de Ca alunya (UPC) y pos e io men e cu sa el g ado de Ingenie ía
Mecánica pa a segui ampliando mis conocimien os y c ea opo unidades pa a
o ma pa e de él.
Du an e los años de o mación uni e si a ia, se p oduje on cambios de no ma i a
en di e en es compe iciones de mo o , p incipalmen e en ocadas en el
compo amien o ae odinámico del ehículo. Mas adelan e, apa ece ían no icias
exponiendo como di e en es equipos su ían di icul ades pa a pode alida los
esul ados ob enidos an o en únel de ien o como simulaciones CFD.
Es os hechos sumados a la adquisición de un únel de ien o po pa e de la
uni e sidad y mi g an cu iosidad espec o al p oblema o igina on es e T abajo
Final de G ado (TFG) con la inalidad de obse a cómo es as di icul ades
pueden pe judica al endimien o en una compe ición.
1.2 Obje i os
El obje i o p incipal del TFG es en ende cómo uncionan las écnicas de es udio
de un únel de ien o y de las simulaciones CFD, comp endiendo sus i udes y
limi aciones de es os. Pa a ello se u iliza á un pe il NACA0015, con o sin lap de
Gu ney, como geome ía de e e encia. Es a ha sido escogida po mo i os de
disponibilidad y po que supone una geome ía su icien emen e compleja como
pa a gene a un lujo in e esan e y, a la ez, su icien emen e simple como pa a
pode hace un es udio de allado.
Pa a consegui el obje i o p incipal se ijan los siguien es obje i os secunda ios.
• Ob ene un modelo mínimo que sea posible ensaya en ambas
p uebas.
• Comp ende el uncionamien o de un pe il NACA0015.
• Ob ene más da os del compo amien o del pe il, u ilizando un lap de
Gu ney de di e en es dimensiones y modi icaciones.
• De e mina el e o en e los da os ob enidos en e ambas p uebas.
• Es udia los pa áme os que a ec an a los esul ados y como a ec an.
Pa a cumpli con odos los obje i os se han plani icado cua o ases.
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➢ Fase 1: Es udio del uncionamien o de un únel de ien o y su posibilidad
de modela a un únel de ien o i ual.
➢ Fase 2: Es udio del compo amien o del pe il NACA0015 sin y con lap
de Gu ney.
➢ Fase 3: Nue o modelo de únel de ien o, adap ado a las dimensiones del
únel de la uni e sidad, y ealiza ensayos en ambos úneles.
➢ Fase 4: Análisis de limi aciones p opo cionadas po cada uno de los
ensayos y de los esul ados ob enidos, compa a i a de esul ados y e o
ob enido en e ellos.
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2. Concep os undamen ales
En es e capí ulo se explica los undamen os eó icos necesa ios a conoce pa a
pode ealiza odo el apa ado de expe imen ación a a és de únel de ien o y
simulaciones CFD, además de pode en ende cada uno de los esul ados
ob enidos y analiza los de mane a c i ica.
2.1 Análisis dimensional
El análisis dimensional es una he amien a muy u ilizada en mecánica de luidos
que pe mi e simpli ica los es udios u ilizando los núme os adimensionales.
Los núme os adimensionales son pa áme os sin unidades que combinan las
a iables impo an es del p oblema [1]. Es o pe mi e u iliza un núme o meno de
a iables pa a en ende el p oblema a es udia , cosa que simpli ica su análisis.
A con inuación, se de allan los g upos adimensionales ele an es pa a el es udio
de ue zas ae odinámicas. Cabe des aca que, según las leyes de semejanza,
es os pa áme os de inen comple amen e el p oblema. Po an o, si es udiamos
dos lujos donde es os pa áme os sean iguales, ob end emos una espues a
ae odinámica igual.
2.1.1 Coe icien es de ue zas
A lo la go que un luido eco e el pe il, se c ean dos di e en es ipos de ensiones
que ac úan en la supe icie.
• Tensión de cizalladu a. Es as ensiones son p oducidas po las ue zas
de icción gene adas en la supe icie debido a su iscosidad. Es as
ue zas ac úan de mane a angencial a la supe icie del obje o.
• Tensiones po p esión. Es as ensiones son p oducidas debido a como
la p esión es p oducida a lo la go del cue po. Es as ue zas ac úan de
mane a pe pendicula a la supe icie del cue po.
La suma de es as dos ensiones p oduce las conocidas ca gas de sus en ación
(en ingles li ) y ca ga de esis encia ae odinámica, (en ingles D ag) [2].
Figu a 1: Fue zas ae odinámicas gene adas en un pe il ala .
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A es as ue zas, se puede elaciona un núme o adimensional, denominado
coe icien e, el cual nos pe mi e cuan i ica la ue za que gene a según el modelo
y condiciones del luido.
Pa a el coe icien e de D ag se u iliza la siguien e o mula.
𝐶𝑅=2𝐹𝑅
𝜌𝐴𝑣2
Ec 1
Donde 𝐶𝑅 es el coe icien e de D ag, A es el á ea de e e encia, 𝜌 es la densidad,
𝑣 es la elocidad y F𝑅 es la ue za de esis encia ae odinámica.
Pa a de e mina el coe icien e li se u iliza la misma ó mula, pe o cambiando la
ue za de esis encia po la ue za de sus en ación. Es e coe icien e puede a ia
según la geome ía del obje o y el núme o de Reynolds al cual es e some ido
es e.
2.1.2 Nume o de Reynolds
El núme o de Reynolds es un pa áme o que adimensional que elaciona las
ue zas iscosas con las ine ciales [2]. Se calcula de la siguien e mane a.
𝑅𝑒 =𝜌𝑣𝑙
𝜇
Ec 2
Donde 𝜌 es la densidad del luido, 𝑣 es la elocidad del luido, 𝑙 es la longi ud
ca ac e ís ica y 𝜇 es la iscosidad del luido.
Es e núme o es de los más impo an es en la mecánica de luidos, ya que nos
pe mi e de e mina si el luido se desplaza en un égimen lamina o u bulen o.
También epe cu e el compo amien o del luido al ededo del sólido.
En la Figu a 2 se mues a los di e en es es ados del luido, basado en el núme o
de Reynolds. Se econoce el luido lamina ( igu a a), luido ansi o io ( igu a b)
y luido u bulen o ( igu a c).
• In e io a 2300, luido lamina . Ac úa como si es u ie a ubicado en
laminas pa alelas a la supe icie con la que in e ac úa. Es e mo imien o
se ealiza de mane a o denada y p edecible, ya que odas las moléculas
se mue en en la misma di ección.
• En e 2300 y 4000, luido ansi o io. El luido comienza a pe de su
es ado en laminas gene ando pequeñas oscilaciones en e ellas.

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• Supe io a 5000, luido u bulen o. El luido iene un mo imien o
deso denado a lo la go de odo su ayec o, causando una mayo
disipación de la ene gía.
(a) (b)
(c)
Figu a 2: a) Flujo lamina b) Flujo T ansi o io c) Flujo u bulen o. [3]
2.1.3 Nume o de Mach
El núme o de Mach es la elación en e las ue zas ine ciales y la esis encia del
luido a se comp imido. Pa a calcula el núme o de Mach se u iliza la ecuación
3. Pa a en ende es a ecuación, se puede ene en cuen a que, cuan a mayo
elocidad iene un luido, más ue za es necesa ia pa a des ia lo, y po ende una
mayo acele ación. Po o o lado, la elocidad del sonido es el pa áme o más
sencillo que nos pe mi e es udia la comp esibilidad del luido [2].
𝑀𝑎 =𝑣
𝑐
Ec 3
Donde 𝑣 ep esen a la elocidad del luido y 𝑐 ep esen a la elocidad del sonido
en el luido, dado que el luido u ilizado du an e odo el p oyec o es el ai e, es e
end á un alo de 340 m/s.
Su unción es de e mina si es necesa io conside a los e ec os de la
comp esibilidad en el luido. Se econocen los siguien es ipos.
• Flujo incomp esible, Mach meno que 0.3. Se conside an odos los
e ec os causados en el luido como negligibles. Mos ando a iaciones
insigni ican es en la empe a u a y p esión. Pe mi e el uso de las
ecuaciones de Be noulli y Na ie S okes.
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• Flujo subsónico, Mach en e 0.3 y 0.8. En algunas pa es del solido se
pueden obse a e ec os de la comp esibilidad, p oduciendo a iaciones
de empe a u a y p esión a conside a en los cálculos.
• Flujo ansónico, Mach en e 0.8 y 1.2. Se p oducen di e en es ondas de
choque que p oducen un inc emen o de la icción del luido, p o ocando
una di icul ad pa a analiza las pa es iscosas de es e y gene ando
di e en es es ados del lujo a lo la go del cue po.
• Flujo supe sónico, Mach en e 1.2 y 3.0. Se p oducen di e en es ondas
de choque a lo la go del solido que p o ocan cambios en la empe a u a
y p esión del obje o. Es necesa io conside a la comp esibilidad en las
ecuaciones del lujo (uso de las ecuaciones de Na ie -S ocks).
• Flujo hipe sónico, Mach mayo que 3.0. Al os alo es del núme o de
Mach causan un conside able aumen o de la empe a u a en la capa
limi e, causando di e en es modi icaciones en las moléculas.
2.1.4 Coe icien e de p esión
El coe icien e de p esiones se u iliza pa a desc ibi la dis ibución de p esiones
en la supe icie de un cue po cuando es á expues o a un luido.
Pa a ealiza es a compa ación se u iliza un pun o de la supe icie y se elaciona
la p esión ambien e con la p esión dinámica.
𝐶𝑝=𝑃−𝑝∞
1
2𝜌𝑣∞
2
Ec 4
Donde P es la p esión en un pun o de la supe icie del cue po, p∞ es la p esión
del lujo lib e y ∞ es la elocidad del lujo lib e.
Según el alo que ob engamos, podemos ob ene una in e p e ación.
• 𝐂𝐩>𝟎. La p esión es mayo a la 𝑝∞, indicando que es una egión de al a
p esión jun o a una educción del luido.
• 𝐂𝐩=𝟎. La p esión es la misma.
• 𝐂𝐩<𝟎. La p esión es in e io a la p esión dinámica, indicando un aumen o
de la elocidad del luido en ese pun o.
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También es posible es udia el coe icien e de p esión o al, el cual mues a la
ene gía de un luido en un pun o de e minado espec o su ene gía inicial.
𝐶𝑝𝑡 =𝑃 + 1
2𝜌𝑣2
𝑝∞ + 1
2𝜌𝑣∞
2
Ec 5
Es e alo pe mi e des ia luidos con baja ene gía ya que son luidos que no
in e esan al no p opo ciona bene icios en el sólido que in e ac úa.
2.2 Viscosidad
La iscosidad es la esis encia de un luido al desplaza se cuando se le aplica
una ue za sob e él [2]. Es e e ec o se obse a en los di e enciales de ene gía
ciné ica que se pueden obse a en un luido. Cada luido iene su p opia
iscosidad, la cual se ob iene elacionando el g adien e de elocidad en una
supe icie solida con su ensión co an e gene ada.
Además, la iscosidad nos pe mi e calculas los es ue zos co an es, los cuales
p o ocan las ue zas iscosas. Es o se mues a en la ecuación 6, la cual
elaciona el es ue zo co an e según el g adien e de elocidad.
𝜏 =𝜇∇
Ec 6
Donde 𝜏 es el es ue zo co an e, 𝜇 es la iscosidad dinámica y ∇ es el g adien e
de elocidad del luido.
Debido a la iscosidad del luido al en a en con ac o con un sólido se p oduce
el e ec o Coanda. Es a mues a como un luido es capaz de segui la ayec o ia
de una supe icie sólida debido a que el luido adquie e la elocidad del sólido.
[4] Es e e ec o nos pe mi e modi ica el luido de al mane a que pe mi a una
op imización de su eco ido basado en las necesidades del diseño.
Es e e ec o se mues a en la Figu a 3, la cual la di ección del ai e es ho izon al.
Cuando en a en con ac o con el sólido en o ma de cilind o, comienza a a ia
su di ección, siguiendo la cu a u a de es e. En el momen o que la elocidad
supe a la ue za de iscosidad, es e se desp ende del sólido y man iene una
di ección de mo imien o e ical.
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Figu a 3: Rep esen ación isual del e ec o coanda. [4]
2.3 Capa limi e
La capa lími e de un luido es la pa e más ce cana de es e al solido que en a
en con ac o, en la cual la iscosidad no se puede conside a como negligible [5].
En la Figu a 4 se mues a la elocidad de un luido con o me eco e el sólido
de un pe il NACA. En es e se mues a como el sólido des ía las co ien es del
luido, pe o aun así la elocidad se man iene ele ada du an e odo el eco ido.
Cuando el núme o de Reynolds es ele ado, se negligen las ue zas iscosas,
pe mi iendo el eco ido del luido sin esis encia, como sucede en la sección
osada. Con o me la elocidad se iguala a la del luido, apa ecen los e ec os de
la iscosidad, adhi iéndose el luido al sólido, p oduciendo una elocidad de es e
a 0. Debido a es e e ec o, se gene a un g adien e de elocidades en e las líneas
de co ien es más alejadas y la supe icie del sólido, conocido como la capa
limi e, mos ado en colo azul en la igu a. En la capa limi e, debido a los g andes
g adien es de elocidad p oducidos, p o ocan que las ue zas iscosas no sean
negligibles.
Figu a 4: Rep esen ación de elocidades en un pe il NACA.
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• Linealizado de lujo. Es uc u a con el obje i o de educi las
u bulencias y uni o ma el lujo de ai e an es de en a en el cono. Pa a
consegui lo cuen a con una es uc u a en o ma de panel de abeja,
sepa ando el luido du an e la en ada. Aumen a la p ecisión de los
ensayos p opo cionando un luido es aciona io den o del únel,
ga an izando que las únicas u bulencias posibles a gene a se son con la
in e acción del sólido.
• Cono de con acción. Sección donde el á ea se educe pa a pode
aumen a la elocidad del luido, aplicando el e ec o Ven u i ( e 2.4
Ecuación de Be noulli).
• Es uc u as. P opo ciona es abilidad a los componen es del únel de
ien o, además de se i como e e encia pa a alinea el sis ema.
• Cáma a de ensayos. Sección donde se encon a á el cue po a ensaya
su in e acción con el luido.
• Di uso . Tiene como obje i o educi la elocidad del ai e, es po ello po
lo que aumen a la sección, ealizando la unción in e sa del cono.
Además, pe mi e aumen a la e iciencia del en ilado .
• Ven ilado . Si e pa a expulsa el ai e al ambien e una ez ealizado odo
el eco ido del únel, además de gene a odo el luido que eco e el
únel.
3.1.1 Túnel de ien o HM 170
En la Escola Poli ècnica Supe io d’Enginye ia de Man esa, se dispone del únel
de ien o HM 170, el cual es de ci cui o abie o del ipo “Ei el”. Su inalidad es
o ma a es udian es an o de ísica como de ingenie ía in e esados en
especializa se en ae odinámica.
Es e ins umen o nos pe mi e ealiza las siguien es unciones.
• De e mina coe icien es de d ag y sus en ación.
• De e mina p esiones en el sólido.
• Es udia la capa limi e
• Es udia las oscilaciones luc uan es.
• Medi la es ela y desp endimien o de la capa limi e.
• Visualiza las líneas de co ien e del luido.
En la Figu a 10 se mues a el únel de ien o HM170 e e enciando cada una de
sus pa es.

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Figu a 10: Túnel de ien o HM170 [7].
Tabla 1: Componen es del únel de ien o HTM170 [7].
El uncionamien o de es e únel de ien o se basa en la en ada del ai e
ambien al, a a és del embudo, has a llega a la sección de medida. Du an e
es e anscu so eco e el ec i icado , el cual se enca ga de lamina el luido y
pos e io men e po la obe a, enca gada de acele a el luido has a la elocidad
deseada. Den o de la sección de medida se encuen a la sección de ue za,
donde se encuen a el cue po a es udia , el cual es á suje o median e una a illa
a un senso de ue za, el cual pe mi e ob ene los da os de la ue za li y D ag.
También se dispone de un senso de ca gas capaz de medi los momen os
gene ados en el sólido. Es e lo consigue a a és de dos galgas ex ensiomé icas
ubicadas en los ex emos, mos ado en la Figu a 11.
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Figu a 11: Componen es del senso de ca gas y diag ama de ue zas des de is a alzada [7].
T anscu ida la sección de medida, la elocidad del luido comienza a educi se
con o me a eco iendo la sección del di uso , la cual es á diseñada pa a no
p oduci ningún desp endimien o del lujo.
Figu a 12: Componen es del senso de ca ga de 3 componen es y diag ama de ue zas des de is a alzada [7].
Pa a pode con ola la elocidad del luido, se dispone del manóme o, mos ado
en la Figu a 13, es e es á conec ado a la sección de medida. Es a elocidad la
ob iene en base a la p esión en el pun o de medida, siguiendo el e ec o Ven u i
( e 2.4 Ecuación de Be noulli).
Figu a 13: Manóme o de ubo inclinado [7].
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A con inuación, se mues a in o mación complemen a ia del únel de ien o,
mos ando su po encial a la ho a de ealiza es udios de cue pos sólidos, sin
emba go, pa a el p esen e abajo no se han u ilizado.
Pa a es udia p esiones di e enciales se dispone de 16 ubos manomé icos,
mos ado en la Figu a 14, odas disponen en su in e io de la misma can idad de
agua, si se p oduce una disminución de p esión en el pun o de medida, el ni el
del agua sube mien as que, si se p oduce un aumen o de p esión, el ni el del
agua disminuye.
El únel de ien o ambién dispone de un gene ado de niebla que nos pe mi e
isualiza el eco ido del luido a a és del sólido, mos ado en la Figu a 15.
Pa a ecopila y isualiza odos los da os mos ados, es necesa io el so wa e
G.U.N.T, el cual nos pe mi e g a ica de mane a au omá ica odos los esul ados
gene ados po el únel de ien o.
Figu a 14: Tubos manomé icos HM 170.50 [7].
Figu a 15: Gene ado de niebla [7].
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3.2 Simulaciones CFD
La luidodinámica compu acional, o más conocida po CFD es un mé odo de
análisis numé ico que pe mi e es udia los compo amien os de un luido en
múl iples casos y aplicaciones, en el caso del p oyec o se en oca en la
in e acción del luido con un cue po sólido. Es o se desa olla a a és de un
modelo i ual, donde se ealizan cálculos basados en las ó mulas eó icas de
Na ie -S ocks (se habla de ello en la sección 3.2.2). Es e mé odo de análisis
pe mi e op imiza los gas os económicos y de iempo de un p oyec o ob eniendo
di e en es ipos de esul ados simila es a la ealidad.
Su uncionamien o se basa en la p epa ación de un modelo 3d que sea posible
simula , eniendo en cuen a que iene que se lo más simila posible al p o o ipo
que deseamos ab ica . Seguidamen e, se gene a una malla la cual a ec a a la
supe icie de odo el cue po sólido y al á ea pe misible po el que puede pasa el
luido. Hechos es os dos pasos se p ocede a in oduci las condiciones de
con o no y p ocede con la simulación.
Los esul ados que se ob ienen son pa áme os como pueden se la elocidad,
el coe icien e de p esiones o las u bulencias ocasionadas en cada uno de los
pun os.
En la Figu a 16 se mues a un ejemplo de una simulación a a és de únel de
ien o i ual.
Figu a 16: Simulación CFD Škoda Oc a ia.
Es os modelos se pueden encon a en di e en es sec o es como pueden se .
• Sec o au omoción. La p incipal u ilización se basa en op imiza la
ae odinámica del ehículo, donde se asume el ai e como el luido, pa a
mejo a su endimien o y e iciencia de combus ible. Sin emba go, es
posible ealiza o os ipos de simulaciones como pueden se las del
combus ible den o del depósi o o a lo la go del eco ido del p oceso de
combus ión in e na del mo o .
• Sec o ab icación indus ial. Son necesa ias las simulaciones CFD en
emp esas de me alu gia o in oluc adas en el p oceso de undición, donde
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es necesa io sabe cómo el hie o undido se a deposi ando en el molde,
ya que puede a ec a a las p opiedades del p oduc o inal si no se ie e
de mane a co ec a.
• Sec o na al. Las simulaciones CFD es una de las mejo es he amien as
a la ho a de esol e p oblemas de hid odinámica, ya que son capaces de
esol e ecuaciones de Na ie S ock pa a un luido incomp esible y de un
lujo u bulen o. Su u ilización se basa en op imiza la es uc u a ex e na
de ba cos y subma inos.
• Sec o de ingenie ía ci il. Todas las in aes uc u as que se quie an
cons ui las cuales se ubiquen en un luga donde puede a ec a un io, un
lago, el ma e c. se á necesa io ealiza una simulación CFD de es a pa a
e cómo pod ía llega a a ec a a la ob a.
• Sec o de ingenie ía medioambien al. Se en oca p incipalmen e en
mo e el ai e calien e de los ocos que los gene a. Es o se consigue
es udiando el lujo del ai e del luga y o zándolo a un mo imien o
cons an e.
3.1.1 Ecuaciones de Na ie -S ocks
El eo ema de Na ie -S okes son las e siones di e enciales de los eo emas de
conse ación de masas y la can idad de mo imien o, pe mi iendo es udia el
luido de una mane a idimensional.
Ecuación de la con inuidad de mo imien o
La ecuación de con inuidad se basa en la ley de conse ación de las masas,
causando que la masa den o de un olumen de con ol ijo en el espacio cumpla
con la siguien e unción.
𝜕𝜌
𝜕𝑡 +𝛻(𝜌𝑣)=0
Ec 8
En nues o caso, al se nues o luido de una densidad cons an e y encon a se
en égimen es aciona io, es posible simpli ica la unción.
𝛻(𝑣)=0
Ec 9

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Ecuación de can idad de mo imien o
La ecuación de can idad de mo imien o se basa en la segunda ley de New on,
la cual elaciona la ue za aplicada con el a io de cambio de la can idad de
mo imien o espec o al iempo.
𝐹𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜=𝑑𝑣
𝑑𝑡(𝑚𝑣)
Ec 10
Donde 𝐹𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 son las ue zas aplicadas sob e el luido.
Pa a un luido incomposible y de iscosidad cons an e, es a ecuación se aduce
en.
𝜌(𝑑
𝑑𝑡+( 𝛻)𝑣)=−𝛻𝑃+𝜇𝛻2𝑣
Ec 11
3.2.1 Modelos de u bulencia y algo i mo de esolución de ecuaciones
En una simulación de únel de ien o i ual, es necesa io escoge la me odología
en la que el so wa e ealiza a cada una de las ope aciones. Es o es debido a
que exis en di e en es modelos de u bulencia basados en modi icaciones de las
ecuaciones de Na ie S ockes.
Si bien Na ie S ockes nos pe mi e explica oda la ísica del mo imien o de un
luido, las u bulencias que se gene an en un luido se p oducen a escalas an
pequeñas que p o oca que sea imposible esol e las di ec amen e. Es po ello
que es as se modi ican y se ap oximan en unción de la inalidad de su aplicación.
Los di e en es modelos que exis en son los siguien es.
• Modelo LES (ac ónimo en ingles de La ge Eddy Simula ion). Su
uncionamien o se basa en esol e de mane a di ec a los nodos g andes
mien as que los nodos de meno amaño, a a és del modelo de
Smago insky el cual in oduce una iscosidad Eddy según el amaño de
la malla, pe mi e esol e lo. Es necesa io un o denado con buenas
capacidades pa a pode ealiza las simulaciones.
• Modelo RANS (ac ónimo en ingles de Reynolds A e aged Na ie -
S ocks). Su uncionamien o se basa en sepa a el lujo en componen es
medios, los cuales se esuel en de mane a di ec a, y luc uan es, los
cuales se ap oximan median e modelos de u bulencia. Es posible
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encon a 4 modelos di e en es los cuales op imizan el p oceso de
simulación y adap an las ecuaciones a las ci cuns ancias que sean
necesa ias. Los di e en es modelos son.
o Spala -Allma as. Fue desa ollado pa a ealiza simulaciones
p ecisas de los lujos en la capa limi e. Dispone de una única
ecuación lineal en la cual dispone de una única a iable, la
iscosidad u bulen a (ν). Se u iliza es e modelo cuando el lujo
iene poca sepa ación y un bajo núme o de Reynolds. Es la más
ecomendada pa a las simulaciones CFD.
o K-Omega. Fue desa ollado pa a obse a los e ec os de la
u bulencia en la capa limi e y en egiones con p esiones ad e sas.
Su uncionamien o se basa en el cálculo de la ene gía ciné ica
u bulen a y la asa de disipación especi ica. Se u iliza en modelos
con un nume o de Reynolds bajo, pe o con una mayo sepa ación
en e capas espec o a la capa limi e. P opo ciona esul ados
p ecisos, pe o iene una g an sensibilidad de las condiciones
iniciales.
o K-Épsilon. Sigue la misma me odología que el mé odo K-Omega,
pe o esuel e la asa de disipación u bulen a en ez de la asa de
disipación especi ica. Se u iliza en modelos con bajo núme o de
Reynolds y mallas poco e inadas.
o Es és de Reynolds. Es el modelo más complejo de odos los
p esen ados. Dispone de 7 ecuaciones di e en es pa a pode
calcula odos los lujos con una g an p ecisión. Necesi a de mucha
po encia compu acional pa a pode ealiza las simulaciones.
Son los más comunes ya que no necesi an de g andes capacidades
compu acionales pa a se p ocesados, sin emba go, son ambién los
más limi ados.
• Modelo DES (ac ónimo en ingles de Da ached Eddy Simula ion). Su
uncionamien o se basa en combina los modelos LES y RANS pa a
ob ene la e iciencia y p ecisión de los modelos LENS con la al a
e sa ilidad de los modelos RANS.
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Mé odo de esolución de ecuaciones
Exis en dos mé odos de esolución de las ecuaciones no lineales, los cuales se
ienen en cuen a a la ho a de ealiza el es udio del luido [8].
• Seg ega ed Flow: El mé odo de esolución cons a en di idi las
ecuaciones del lujo en g upos más pequeños, esol iéndolos de o ma
independien e, y pos e io men e ensamblando el p oblema en gene al
pa a ob ene la ecuación comple a. Tiene una g an adap abilidad a
di e en es condiciones del lujo, sin se sensibles a pequeños cambios.
Sin emba go, ienen una con e gencia len a, sob e odo en geome ías
complejas, aumen ando el iempo de compu ación. Se di iden en PISO,
el cual desacopla p esión y elocidad a la ho a de ealiza los cálculos,
y SIMPLE, el cual man iene ambos alo es jun os.
• Coupled Flow: Es e mé odo esuel e odas las ecuaciones gene adas
en el dominio del lujo. Es el ideal a la ho a de esol e p oblemas con
g andes g adien es, además de su con e gencia más e ec i a espec o
al o o mé odo. Sin emba go, es necesa ia una mayo memo ia RAM.
3.3.1 Túnel de ien o i ual
Den o de un so wa e CFD es posible dimensiona un únel de ien o i ual.
Pa a es e abajo se u iliza el so wa e STAR-CMM+, una he amien a de
simulación desa ollada po Siemens en ocada p incipalmen e en simulaciones
mul i ásicas y de dinámica de luidos [10].
Es e únel de ien o end ía la misma unción que un únel de ien o
con encional, es udia la in e acción del ai e cuando eco e un sólido, pe o
siendo es e capaz de p opo ciona nos una mayo can idad de esul ados,
adap ándose a la geome ía a es udia y sin la necesidad de dispone de un únel
de ien o ísico con odas sus limi aciones.
Geome ía y condiciones de con o no
Las condiciones de con o no necesa ias pa a pode emula un únel de ien o en
un so wa e CFD son las siguien es.
• En ada del únel: Aplicada en la pa ed la cual ep esen a la en ada del
luido al únel. Co esponde a un Veloci y Inle den o del p og ama. Inicia
el eco ido del luido asignando las p opiedades de es e, ya sean su
elocidad, iscosidad o di ección de mo imien o.
• Pa edes del únel: Aplicada en las pa edes que delimi an la longi ud del
únel de ien o. Co esponden a un Wall den o del p og ama. Delimi a
el lujo pa a que se man enga den o del únel. Se dispone de dos
pa edes di e en es.
o Pa ed con icción: Ac úa como una pa ed eal, gene ando una
ue za de icción en e el luido y es a.
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o Pa ed sin icción: E ade la icción y ac úa únicamen e como un
delimi an e, e i a a ec a a la in e acción del solido con el luido.
• Salida del únel: Aplicada en la pa ed la cual ep esen a la salida del
luido en el únel. Co esponde a un P essu e Ou le den o del p og ama.
Ac úa como pun o de e e encia de la p esión, ya que sino las ecuaciones
de Na ie S ocks mos a ían esul ados e óneos.
• Suelo del únel: Aplicada en la supe icie del únel, exclusi o pa a
simulaciones del sec o de au omoción, nos pe mi e aplica un mo imien o
pa a pode simula con más ealismo el mo imien o de un ehículo.
Co esponde a un Wall.
• Supe icie del cue po a es udia : Se aplica en odas las supe icies del
solido que se encuen an den o del únel de ien o. Co esponde a un
Wall den o del p og ama, con con igu ación no-slip. Pe mi e el con ac o
en e el luido y el cue po a es udia , gene ando las ca gas en es e y
pe mi e al p og ama calcula odos los pa áme os.
En la Figu a 17 se mues a un ejemplo de una geome ía de únel de ien o i ual
donde en el in e io se mues a el pe il NACA a es udia .
Figu a 17: Túnel de ien o i ual gene ado en el p og ama S a -CMM+.
Las dimensiones de un únel de ien o se han de adap a a la geome ía se quie a
analiza , pa a que las pa edes no puedan in lui en el lujo, modi icando los
esul ados inales, y pa a que no sea necesa ios g andes capacidades
compu acionales. Pa a ello es posible u iliza el Índice de Bloqueo.
El Índice de bloqueo [9] es una elación de supe icies en e el á ea on al del
obje o que que emos analiza y el á ea ans e sal del únel de ien o. Viene
de e minada po la siguien e o mula.
𝐵𝑅 =𝐴
𝐴𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙
Ec 11
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A lo la go del paso del luido po el sólido, al dispone de mayo acilidad de
eco e es e po la pa e in e io el luido se acele a, p oduciendo una
disminución d ás ica de la p esión.
Mien as lo eco e, la capa limi e a aumen ando su amaño, a la ez que
aumen a el g oso de es a ( e sección 2.3.2 donde es a explicado).
En la pa e supe io , la elocidad se man iene cons an e, excep o en la pa e
cen al del pe il, la cual su e una acele ación del luido, epe cu iendo en una
disminución de p esión.
Es as secciones con coe icien es de p esión nega i o son los que gene an la
ca ga de sus en ación, en es e caso nega i o po el ángulo de a aque del pe il,
causado po la di e encia de p esiones en e la pa e supe io e in e io .
El bo de de salida del pe il iene una o ma a ilada pa a cumpli con la condición
de Ku a [11], el cual pe mi e al luido abandona de mane a o denada el sólido,
sin gene a ó ices. Es o pe mi e al luido no su i pe didas de elocidad y po
ende man ene la p esión en la pa e supe io de es e.
También se p oduce un p incipio de acción eacción en e el mo imien o del
luido del luido y el p opio pe il ala , gene ando una ue za de eacción en la
misma di ección que la ue za gene ada po el g adien e de p esiones,
gene ando una ca ga li nega i a ex a [12].
Pa a en ende mejo el uncionamien o del pe il, se ealiza un es udio de como
a ia el coe icien e li y el coe icien e D ag en unción de su ángulo de a aque.
En odos los casos, se man iene el ejemplo del pe il NACA 0015.
En la Figu a 25, se obse a como el coe icien e li aumen a de mane a
p opo cional con o me a aumen ando el ángulo de a aque.
Es e compo amien o se puede obse a en odos los pe iles, como mues a el
es udio de A dany, Pandiagan y Hasan [13]. Es o se p oduce debido a que
con o me el ángulo de a aque del pe il aumen a, el lujo que eco e la sección
in e io del pe il aumen a, p oduciendo un mayo aumen o de elocidad y en
consecuencia una mayo disminución de la p esión. Sin emba go, cuando el
ángulo de a aque es demasiado ele ado, en es e caso se p oduce en un ángulo
de 18º, se p oduce una disminución d ás ica del coe icien e li ya que el luido
no es capaz de segui la supe icie del luido, causando un mayo
desp endimien o de la capa limi e.
En la Figu a 26 se obse a el aumen o del coe icien e D ag con o me aumen a
el ángulo de a aque del pe il. El coe icien e D ag aumen a de mane a pa abólica
has a llega al ángulo de 18º, donde aumen a conside ablemen e es e. Es o es
p oducido po el desp endimien o de la capa limi e, el cual gene a g andes
u bulencias, gene ando más ca gas D ag.

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Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 49
Figu a 25: Coe icien e li de un pe il NACA0015 en unción de su ángulo de a aque.
Figu a 26: Coe icien e D ag de un pe il NACA0015 en unción de su ángulo de a aque.
Un ac o impo an e de es e es udio es los esul ados ob enidos an o en ángulos
de a aque posi i os como nega i os, siendo es os simé icos. Es o es causado
debido a la sime ía en la geome ía del pe il en las pa es supe io es e
in e io es.
La Figu a 27 mues a la elocidad en una sección del únel, pe o con un ángulo
de a aque de 20º mien as que la Figu a 28 mues a el coe icien e de p esiones
en odo el pe il con el mismo ángulo.
Es as igu as mues an como el desp endimien o de la capa limi e gene ado en
la pa e cen al del pe il impide el paso del luido acele ado, llegando a
alen iza lo e impidiendo que se gene e el g adien e de p esiones en e ambas
supe icies.
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
Coe icien e li
Ángulo de a aque (º)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
Coe icien e D ag
Ángulo de a aque (º)
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
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Figu a 27: Velocidad del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con un ángulo de 20º, con las
condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
Figu a 28: Coe icien e de p esiones del luido du an e su eco ido en un pe il NACA, con un ángulo de 20º,
con las condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
Po úl imo, la Figu a 29 mues a la e iciencia ae odinámica del pe il ala
con o me a ía el ángulo de a aque. Es a es impo an e ya que mues a cual es
el ángulo o in e alo de ángulos que nos pe mi e gene a una mayo ca ga li
con la mínima ca ga D ag.
En es e pe il se mues a como la e iciencia aumen a de o ma p opo cional has a
su máxima e iciencia, la cual se ob iene a un ángulo de a aque de 10º, pa a
pos e io men e i educiéndose de mane a p opo cional has a el ángulo de 18º,
donde se p oduce una educción d ás ica de es a.
Si es necesa io una mayo ca ga que la ob enida, es más e icien e cambia las
dimensiones del pe il a uno con mayo amaño, ya que con o me aumen a el
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amaño del solido un mayo luido ac úa sob e es e, que aumen a el ángulo de
a aque.
Figu a 29: E iciencia ae odinámica de un pe il NACA0015 en unción de su ángulo de a aque.
4.3 Flap de Gu ney
El lap de Gu ney consis e en una pes aña ubicada en salidas de pe iles
ae odinámicos de ap oximadamen e en e un 1-5%, según un es udio ealizado
po J.J Wang [14], de amaño espec o al cue da del pe il. Es a pes aña ue
in en ada po el ingenie o Dan Gu ney, con el obje i o de inc emen a el
endimien o del ehículo. G acias a es a idea consiguió gene a una g an ca ga
en el eje ase o del ehículo, p o ocando una con e sión de un ehículo con
compo amien o de sob e i aje a uno con compo amien o de sub i aje.
La inalidad del pe il es modi ica el eco ido del lujo en el bo de de salida de
la pa e del ex adós. Pa a ello es e lap ac úa como obs áculo pa a el luido a la
ho a del desp endimien o, gene ando un ó ice. Es e adelan a el e ec o de
desp endimien o que debe ía su i el lap, obligando al luido del in adós a
ob ene una mayo acele ación de es e, con su consecuen e disminución de
p esión. Además, es os ó ices ambién se gene an en la ca a opues a del lap,
p ologando el desp endimien o del luido y aumen ando el eco ido del luido del
in adós ( e Figu a 30).
Figu a 30: Pe il ae odinámico con lap de Gu ney.
-6
-4
-2
0
2
4
6
-20 -10 0 10 20
E iciencia ae odinamcia (Cl/Cd)
Ángulo de A aque (º)
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Sin emba go, el dispone del lap de Gu ney nos p oduce un aumen o de la
esis encia ae odinámica del sólido, es o p oducido al aumen o de á ea on al
que in e acciona con el luido, además de se un pe il sin op imiza su o ma.
Se ha ealizado un es udio pa a obse a como el endimien o de un pe il ala
a ía en unción del amaño del lap de Gu ney. Pa a ello, se dimensionan
di e en es laps, con amaños de 1, 4 y 7 mm, co espondiendo a un 1%, 4% y
7% de la cue da. Cabe des aca que los dos p ime os en an en el ango suge ido
po Wang e al [14] mien as que el e ce o es mayo . Es e úl imo caso se ha
usado pa a comp oba los lími es del lap.
La Figu a 31 mues a la elocidad en una sección del únel del pe il a es udia
aplicando las condiciones del únel de ien o mos adas en la sección 3.2.3 con
un lap de Gu ney de 1 mm, la Figu a 32 mues a las mismas condiciones con
un lap de Gu ney de 4 mm y la Figu a 33 con un lap de Gu ney de 7 mm.
Con o me aumen a el amaño del lap de Gu ney, los ó ices gene ados en la
pa ed an aumen ando, p oduciendo que el desp endimien o de la capa lími e
de la supe icie del pe il se p oduzca con mayo an e io idad. Es e e ec o causa
que la es ela gene ada po cada uno de los laps aumen e.
Todo es o di icul a la eci culación del luido, impidiendo que se cumpla la
condición de Ku a, po ende, p oduce que el luido de la supe icie in e io del
pe il su a una mayo acele ación. Sin emba go, al se una simulación
es aciona ia, no es posible demos a es e e ec o, pe o si se puede obse a un
aumen o del amaño de la es ela gene ada, po lo an o, si se gene a una mayo
es ela quie e deci que el luido ha su ido una modi icación en es a pa e, po lo
an o, se puede asumi que apa ece án ó ices de on Ká mán en es a á ea.
Figu a 31: Velocidad del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con lap de Gu ney de 1 mm, con las
condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
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Figu a 32: Velocidad del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con lap de Gu ney de 4 mm, con las
condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
Figu a 33: Velocidad del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con lap de Gu ney de 7 mm, con las
condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
La Figu a 34 mues a la dis ibución de p esiones del pe il a a és del pa áme o
adimensional del coe icien e de p esiones, mos ado en la sección 2.1.4, con un
lap de Gu ney de 1mm, la Figu a 35 mues a las mismas condiciones con un
lap de Gu ney de 4mm y la Figu a 36 con un lap de Gu ney de 7mm.
Con o me el lap de Gu ney aumen a, ambién aumen a el coe icien e de
p esiones nega i o gene ado en la pa e in e io del pe il, causado po la
acele ación de la elocidad en esa zona.
En cambio, en la pa e supe io se gene an dos ocos de p esiones que p oducen
un g an aumen o del coe icien e. El p ime o ubicado al inicio del pe il,
ocasionado po el con ac o del luido con el sólido, el cual alen iza la elocidad
del luido. El segundo se encuen a en el lap de Gu ney, el cual la pa ed p o oca
una disminución de la elocidad del luido.

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Es e úl imo se puede obse a que, en el lap de 1 mm, el aumen o de p esión
se gene a an o en la pa e delan e a y ase a del lap, pe o, en los laps de 4
mm y 7 mm, la pa e delan e a su e un aumen o de p esión, causado po el
con ac o del luido y los ó ices gene ados, y la pa e ase a del lap su e una
caída de p esión.
Repi iendo el es udio ealizado en la sección 4.2, se es udia como el ángulo de
a aque del pe il puede a ec a a su endimien o.
En la Figu a 37, se puede obse a cómo a ía el coe icien e li en di e en es
laps de Gu ney. Es e no cambia el inc emen o lineal del coe icien e li al
aumen a el ángulo de a aque, man eniendo el pendien e de la cu a en ambos
casos.
Sin emba go, al ompe con la sime ía del pe il, cuando es e iene un ángulo de
0º ya es posible gene a ca ga li . Además, se obse a una educción de
e iciencia ae odinámica en e los ángulos 17º y 19º, p oducido po que al lap de
Gu ney se un elemen o con la inalidad de acele a el luido de la pa e in e io ,
el desp endimien o excesi o de la capa limi e se p oduce a un meno ángulo.
En la Figu a 38, se puede obse a cómo a ía el coe icien e d ag en unción si
un pe il ala no dispone de lap de Gu ney o, en caso de dispone , en unción de
su amaño.
De igual o ma que se ha obse ado en el coe icien e li , el lap de Gu ney no
a ec a a la endencia de su compo amien o con o me el ángulo a io, ya que
sigue una endencia no lineal. A di e encia del li , excep uando el ángulo 17º,
donde se man iene cons an e el D ag, se puede conclui que el ángulo de a aque
no a ec a pa a cambia la endencia de es e.
Figu a 34: Coe icien e de p esión del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con lap de Gu ney de 1
mm, con las condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
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Figu a 35: Coe icien e de p esión del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con lap de Gu ney de 4
mm, con las condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
Figu a 36: Coe icien e de p esión del luido du an e su eco ido en un pe il NACA con lap de Gu ney de 7
mm, con las condiciones ca ac e ís icas explicadas en la sección 3.2.3.
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Figu a 37: Coe icien e li de un pe il NACA 0015 sin lap de Gu ney, con lap de Gu ney de 1 mm, con lap de
Gu ney de 4 mm y con lap de Gu ney de 7 mm con o me a ía el ángulo de a aque.
Figu a 38: Coe icien e DRAG de un pe il NACA 0015 sin lap de Gu ney, con lap de Gu ney de 1 mm, con lap
de Gu ney de 4 mm y con lap de Gu ney de 7 mm con o me a ía el ángulo de a aque.
Po úl imo, la Figu a 39 mues a el endimien o del pe il ala según si no dispone
de lap de Gu ney o, en caso de dispone , en unción de su amaño.
Se mues a como el pe il op imo a ía según el ángulo de a aque u ilizado.
Siendo en un ango de uncionamien o de 0º a 3º el que dispone un lap de
Gu ney de 4 mm, de 3º a 5º el lap de Gu ney de 1 mm y a pa i de los 5º el que
no dispone de lap de Gu ney.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 5 10 15 20 25
Coe icien e Li
Ángulo de a aque (º)
FdG 1 mm
FdG 4 mm
FdG 7 mm
No FdG
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 5 10 15 20 25
Coe icien e D ag
Ángulo de a aque (º)
FdG 1 mm
FdG 4 mm
FdG 7 mm
No FdG
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Como conclusión, se obse a que el lap de Gu ney pe mi e maximiza las ca gas
li gene adas en el pe il, sac i icando la e iciencia ae odinámica del pe il. Es o
es muy ú il en el sec o de la au omoción, conc e amen e en el Mo o spo , el
cual iene una no ma i a con bas an es es icciones en é minos de medida. En
es os casos, el lap de Gu ney pe mi e augmen a las ca gas de li sin augmen a
el amaño del pe il. Po o o lado, el lap de Gu ney no end ía sen ido en
aplicaciones donde el amaño del pe il no es á es ingido, ya que en esos casos
es más con enien e desde un pun o ae odinámico usa el pe il de mayo
e iciencia.
Además, ambién se demues a como el lap de 7 mm no ob iene un buen
endimien o, sin se la mayo e iciencia en ningún momen o du an e las p uebas,
jus i icando po qué Wang e al [14] no lo ecomienda.
Figu a 39: E iciencia ae odinámica de un pe il NACA 0015 sin lap de Gu ney, con lap de Gu ney de 1 mm,
con lap de Gu ney de 4 mm y con lap de Gu ney de 7 mm con o me a ía el ángulo de a aque.
4.4 Flap de Gu ney con aguje o
En 2009, Lee [15] ealizo modi icaciones al pe il de Gu ney pa a obse a cómo
in luía en el compo amien o del luido espec o el cue po.
Una de es as modi icaciones ue ealiza di e en es pe o aciones en el lap de
Gu ney pa a acili a el paso del luido en el lap. De es a mane a le pe mi ía
educi el D ag gene ado sin sac i ica una g an ca ga li , pe mi iendo maximiza
la e iciencia ae odinámica.
También se p oduce di e en es modi icaciones en la es ela. Al dispone de un
lujo en la pa e cen al del pe il, causa una educción a la anchu a de la es ela,
a o eciendo la educción de D ag causado po los g adien es de p esiones.
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25
E iciencia ae odinamica (Cl/Cd)
Ángulo de a aque (º)
FdG 1 mm
FdG 4 mm
FdG 7 mm
No FdG
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5. Compo amien o del pe il en el únel de ien o
expe imen al y i ual
En es e capí ulo se mues an los ensayos ealizados en el únel de ien o de la
uni e sidad y en el únel de ien o i ual con el mismo modelo de pe il.
En la Figu a 50 se mues an los pe iles a es udia . Al igual que el modelo del
capí ulo 4, se a a de un pe il NACA0015 adap ado con una a illa pa a pode
se in oducido den o del únel de ien o.
También cuen a con dos endpla es, que ienen di e en es unciones como pode
mon a di e en es laps de Gu ney, el cual se u ilizan dos oscas, o que pe mi e
ene un leading Edge mó il, el cual no se ha u ilizado pa a es e p oyec o, pe o
si ha in luenciado en la oma de esul ados.
Figu a 50: Pe il NACA a es udia de la uni e sidad (izquie da) y modelo gene ado en CATIAV5 (de echa).
Pa a ealiza las compa a i as, se ha es ablecido una elocidad del luido de 10
m/s, equi alen e a un nume o de Reynolds de 21,116 y 20 m/s, equi alen e a
42,233 núme o de Reynolds, debido a que el únel de ien o dispone de una
elocidad máxima de 25 m/s.
Se han modi icado las dimensiones del únel de ien o i ual a las mismas del
únel de ien o de la uni e sidad, eniendo es e unas dimensiones de
193x181x800 mm.
Respec o a los ángulos de a aque a es udia , se han seleccionado los alo es 0º,
5º, 10º, 15º, 20º y 25º. Se seleccionan es os ángulos ya que en el capí ulo 4 se
obse a como son los ángulos su icien es pa a gene a una sepa ación en la
capa limi e, causando la pe dida de li .

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5.1 Ince eza
La ince eza [16] es la al a de exac i ud a la ho a de ealiza una medición. Es a
des iación se puede o igina po di e en es ac o es como puede se la poca
p ecisión del manóme o a la ho a de medi la elocidad del luido, el e o a la
ho a de posiciona el ángulo de a aque en el únel de ien o o la exac i ud de la
calib ación de los ins umen os de medida.
Se han epe ido es eces los ensayos ealizados en cada uno de es os. En
cada uno se ha cambiado el Angulo de a aque de mane a alea o ia, pa a no
p oduci un e o en epe ición, además de desmon a la placa. Los esul ados
se mues an en los Anexos en la sección “II. Medidas ob enidas en el únel de
ien o”.
En la Tabla 2 se mues a el cálculo del e o ela i o gene ado en los ensayos en
el únel de ien o.
E o ela i o
DRAG (N)
Down o ce (N)
Naca sin FdG, =10 m/s
7,22%
11,39%
Naca sin FdG, =20 m/s
2,85%
3,65%
Naca FdG 1 mm, =10 m/s
6,51%
8,16%
Naca FdG 1 mm, =20 m/s
5,60%
2,09%
Naca FdG 4 mm, =10 m/s
3,03%
3,65%
Naca FdG 4 mm, =20 m/s
1,46%
2,10%
Naca FdG 7 mm, =10 m/s
4,57%
3,43%
Naca FdG 7 mm, =20 m/s
5,17%
2,53%
P omedio E o ela i o
4,55%
4,62%
Tabla 2: E o ela i o gene ado du an e el ensayo en el únel de ien o.
Se ob iene un e o p omedio de 4,55%, dándose su pun o máximo en el
Down o ce de 11,39%. Es e e o se conside a un alo acep able debido a la
g an sensibilidad de los senso es a la ho a de cap a esul ados y a odas las
a iables que p oducían cambios signi ica i os en e esul ados.
A con inuación, se mues a el in e alo de con ianza en el pe il sin lap de
Gu ney.
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Figu a 51: In e alos de con ianza gene ados en la medición del D ag de un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney
a 10 m/s.
Figu a 52: In e alos de con ianza gene ados en la medición del D ag de un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney
a 20 m/s.
Figu a 53: In e alos de con ianza gene ados en la medición del Down o ce de un pe il NACA0015 sin lap de
Gu ney a 10 m/s.
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0 5 10 15 20 25
D ag (N)
Ángulo de a aque (º)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
0 5 10 15 20 25
D ag (N)
Ángulo de a aque (º)
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0 5 10 15 20 25
Down o ce (N)
Ángulo de a aque (º)
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Figu a 54: In e alos de con ianza gene ados en la medición del Down o ce de un pe il NACA0015 sin lap de
Gu ney a 20 m/s.
5.2 Análisis de esul ados
Realizado el es udio, se ecopilan odos los alo es pa a pode se g a icados,
siendo di e enciados las cu as de las g á icas en líneas con inuas los alo es
ob enidos en el únel de ien o ísico y las líneas discon inuas los alo es
ob enidos en únel de ien o i ual.
En la Figu a 55 se mues a la ca ga D ag gene ada en los di e en es pe iles a
una elocidad de 10 m/s mien as que en la Figu a 56 se mues a el mismo caso,
pe o a una elocidad de 20 m/s.
Los alo es ob enidos en únel de ien o i ual en ambos casos son supe io es
a los alo es ob enidos en el únel de ien o ísico.
Figu a 55: Compa a i a ca ga D ag gene ado en e un pe il NACA0015 y sus di e en es lap de Gu ney en un
únel de ien o i ual y uno ísico a una elocidad de 10 m/s.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
0 5 10 15 20 25
Down o ce (N)
Ángulo de a aque (º)
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Figu a 56: Compa a i a ca ga D ag gene ado en e un pe il NACA0015 y sus di e en es lap de Gu ney en un
únel de ien o i ual y uno ísico a una elocidad de 20 m/s.
Se obse a una endencia no lineal en ambos casos, donde en el in e alo del
ángulo de a aque de 0º a 10º el D ag aumen a len amen e y de los 11º a los 25º
donde aumen a de mane a más signi ica i a.
En compa ación al capí ulo 4, se obse a como la ca ga D ag inicial es mayo en
es e pe il que en el an e io , pe o el compo amien o no lineal se man iene
simila .
En la Figu a 57 se mues a la ca ga li gene ada en los di e en es pe iles a una
elocidad de 10 m/s mien as que en la Figu a 58 se mues a el mismo caso,
pe o a una elocidad de 20 m/s.
Figu a 57: Compa a i a ca ga li gene ado en e un pe il NACA0015 y sus di e en es lap de Gu ney en un
únel de ien o i ual y uno ísico a una elocidad de 10 m/s.
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Figu a 58: Compa a i a ca ga li gene ado en e un pe il NACA0015 y sus di e en es lap de Gu ney en un
únel de ien o i ual y uno ísico a una elocidad de 20 m/s.
Se obse a como el compo amien o del pe il, a una elocidad de 10 m/s, a ía
en e úneles de ien o, ob eniendo el máximo alo de ca ga gene ado al ángulo
de a aque de 10º en el únel de ien o i ual, mien as que en el únel de ien o
eal se ob iene cuando es e dispone un ángulo de a aque de 15º, es a di e encia
no es an g ande si se conside a que se han es udiado los ángulos de a aque de
5 en 5. Es e e ec o en los esul ados se gene a debido a que, en el modelo ísico,
al dispone de una supe icie ugosa, gene a unas mayo es u bulencias que el
modelo ideal es udiado en el únel de ien o i ual. Además, p edeci
numé icamen e las u bulencias es más complicado.
Compa ado al capí ulo 4, la máxima ca ga li se ob iene a un ángulo de a aque
meno , causado po el e ec o de ambos endpla es en los pe iles.
Sin emba go, al aumen a la elocidad a 20 m/s, las cu as de ambos úneles se
es abilizan, mos ando esul ados bas an e simila es en e ellos.
Comp ando ambos pa áme os en conjun o, la di e encia del li es in e io a la
di e encia del D ag debido a que es e depende en mayo medida de la capa
limi e, ya que las ca gas li se gene an po el e ec o Ven u i. Cabe des aca que,
en gene al, el compo amien o de la capa lími e es á más a ec ado po
impe ecciones en la supe icie, po lo cual el e o espe ado es mayo cuando la
capa lími e es más ele an e.
La di e encia de esul ados en e ambas elocidades se debe a que con o me
es a aumen a, el e ec o Ven u i asume una mayo impo ancia que el e ec o de
la capa limi e, y al ob ene un meno e o en el li que en el D ag, se puede
conclui en que los esul ados a elocidades de 20 m/s son más signi ica i os.

Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 70
En la Figu a 59 se mues a la e iciencia en los di e en es pe iles a una elocidad
de 10 m/s mien as que en la Figu a 60 se mues a el mismo caso, pe o a una
elocidad de 20 m/s.
Se obse a una simili ud en los compo amien os de di e en es pe iles a una
elocidad de 10 m/s, los pe iles es udiados en únel de ien o i ual mues an
compo amien os di e en es a los del únel de ien o eal, donde la e iciencia del
pe il se educe de mane a conside able en el pe il i ual, mien as que en el
pe il eal la pendien e más des a o able se encuen a en e los ángulos de 15º
a 20º.
Figu a 59: Compa a i a e iciencia en e un pe il NACA0015 y sus di e en es lap de Gu ney en un únel de
ien o i ual y uno ísico a una elocidad de 10 m/s.
Se obse a que, pa icula men e a 20 m/s, se p oducen ib aciones no ables
modi icando la elocidad del cue po, a ec ando al compo amien o ae odinámico
de es e. Como hipó esis se plan ea que es as ib aciones son la causa de la
di e encia obse ada en los esul ados de únel de ien o i ual y eal.
Respec o a los pe iles del únel de ien o i ual, se obse a como el pe il sin
lap de Gu ney dispone de una e iciencia comple amen e dis in a a los o os
pe iles. Como hipó esis, se plan ea que, debido a las pocas mues as de ángulos
de a aque medidos, los esul ados no son más simila es a los ob enidos en el
capí ulo 4.
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 71
Figu a 60: Compa a i a e iciencia en e un pe il NACA0015 y sus di e en es lap de Gu ney en un únel de
ien o i ual y uno ísico a una elocidad de 20 m/s.
Es udiado las endencias de los compo amien os de cada uno de los pe iles se
p ocede al cálculo del e o gene ado en e ambas p uebas.
Pa a ello se ha calculado el e o ela i o y absolu o de cada una de las p uebas,
adjun ada en los Anexos en el apa ado “IV. Calculo e o ela i o y absolu o en e
el únel de ien o eal y i ual.”. Pos e io men e se calcula el e o p omedio a
las elocidades es udiadas y el e o p omedio gene al.
Es os esul ados se mues an en la Tabla 3.
E o P omedio
E o Absolu o
E o ela i o
DRAG
Li
CL/CD
DRAG
Li
CL/CD
Velocidad 10 m/s
-0,089
-0,085
0,581
54%
41%
25%
Velocidad 20 m/s
-0,255
-0,412
-0,004
35%
34%
38%
P omedio
-0,172
-0,249
0,288
45%
37%
31%
Tabla 3: E o ela i o y absolu o en los pa áme os D ag, li y e iciencia en e el únel de ien o eal y i ual.
Según el AIAA (ac ónimo en ingles de Ame ican Ins i u e o Ae onau ics and
As onau ics) es posible calcula el e o máximo pe misible pa a pode
de e mina si los da os ob enidos a a és de únel de ien o i ual son álidos
a a és de cuan i ica los e o es numé icos gene ados du an e la solución y
e i icando que el código del p og ama se ejecu a de mane a co ec a du an e
cada i e ación [17].
Sin emba go, al no dispone de un mé odo capaz de nume a o e isa lo
mencionado, se op a po u iliza como alo de e e encia un máximo de 40%,
a gumen ado po Talukda , Sa da , Kulka ni y Saha [18].
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 72
En é minos gene ales, se ob iene un e o gene al del 37,66 %, siendo un alo
espe ado y acep ado según la li e a u a.
Analizando a mayo de alle, se obse a como el pa áme o de D ag se ob iene
un alo supe io en el p omedio y ob eniendo más de un 50% a 10 m/s. El único
pa áme o que se ob iene den o del in e alo es la e iciencia del pe il. Se
consigue debido a las compensaciones que se p oducen en e e o del D ag y
Li .
Obse ando los e o es ob enidos de mane a indi idual, se mues a como
con o me el ángulo de a aque del pe il aumen a, el e o ela i o disminuye has a
el ángulo de 15º, el cual ealiza un aumen o signi ica i o y uel e a disminui .
Es e e ec o se p oduce po la disc epancia de desp endimien o de capa lími e
en e di e en es modelos, causado po la di icul ad de calcula las u bulencias
en un únel de ien o i ual y po las disc epancias mos adas en la geome ía.
Es e e ec o se mues a en la Figu a 61.
Además, con o me se añade un lap de Gu ney y a aumen ando su amaño, el
e o inicial ob enido disminuye.
Figu a 61: E o ela i o gene ado en e di e en es pe iles en el pa áme o de la e iciencia.
La causa de es e e ec o es la di e encia de geome ía en e el pe il ísico y el
i ual. El pe il ísico dispone de cie as i egula idades que p o ocan que el pe il
no sea simé ico, p o ocando que la ca ga li no sea lo más simila a 0, cuando
el ángulo de a aque es de 0º, ob eniendo un alo dis in o que a ec a al es o de
pa áme os. Con o me el ángulo de a aque aumen a, la impo ancia de la
supe icie y geome ía disminuye.
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Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 73
O o ac o que p oduce un aumen o del e o es la ince eza, mos ada en la
sección 5.1, de la oma de medidas del únel de ien o. Es e e o es de un 4,6%
de p omedio, pe o se ob iene un mayo e o cuando a la elocidad es de 10 m/s
y el ángulo de a aque es 0º, causado po las disc epancias de la ca ga li .
El e o del mallado, pese a se de en e 2-3%, ambién es un ac o a conside a ,
ya que pese a se i pa a op imiza los ecu sos compu acionales y el iempo
empleado, al e a los esul ados ob enidos.
Asimismo, la en ada del luido en el únel de ien o eal no es ideal, pudiendo
llega a exis i u bulencias, una elocidad del luido di e en e a la mos ada po
el ba óme o o no es a el ai e a las condiciones a mos é icas ideales. Sin
emba go, en el únel de ien o i ual sí que se dispone de las condiciones
ideales del luido y de la elocidad exac a de es e.
También, las ib aciones ocasionadas en el pe il a ec an a los esul ados
ob enidos, debido a que modi ican la oma de con ac o del luido con el cue po.
Es o se aduce en una a iación de ca ga cons an e y un cambio de la elocidad
ela i a en e el ien o y el pe il, gene ando a iaciones de p esiones cons an es
en e ambas ca as del pe il.
Po úl imo, la g an sensibilidad de los apa a os de medida del únel de ien o y
los pequeños alo es medidos pueden causa e o es de calib ación de los
apa a os.
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6.3 Análisis geome ía solido
Pa a pode es udia un sólido en el únel de ien o es necesa io ealiza unas
modi icaciones a es e. En el caso del pe il NACA0015, se implemen ó una a illa
de 9 mm de diáme o como eje de sopo e al únel, pe mi iendo pode suje a el
pe il además de medi las ca gas a a és del senso y dos endpla es ci cula es
de 136 mm de diáme o, ubicados en cada la e al del pe il con el obje i o de
elimina el lujo la e al que eci cula del in adós al ex adós, el cual causa una
eci culación del luido que educe los g adien es de p esiones gene ados. Es e
e ec o sucede debido a las dimensiones del únel, el cual obligan a es udia un
pe il co o, y no es posible es udia lo como si ue a un ale ón si no se ealiza a
la modi icación.
Figu a 70: Pe il NACA0015 sin modi icaciones (izquie da) y con modi icaciones pa a pode se in oducido en
el únel de ien o eal (de echa).
Es os complemen os modi ican los esul ados en los pa áme os es udiados.
Pa a pode cuan i ica la des iación gene ada po es os espec o al o iginal, se
es udia a a és del únel de ien o i ual el modelo simpli icado a una elocidad
del luido de 20 m/s, y con la geome ía del únel de ien o eal, acili ando la
compa ación de los esul ados del capí ulo an e io . Pos e io men e se calcula el
e o absolu o y ela i o.
Respec o a los sólidos, se es udia el pe il NACA0015 sin lap de Gu ney y con
lap de Gu ney de 1, 4 y 7 mm.
Es os esul ados se encuen an en los Anexos, en la sección “V. Ensayos en
únel de ien o i ual del pe il NACA0015 simpli icado” y “VI. E o ela i o y
absolu o en e di e en es geome ías”.
En la Tabla 7 se mues a el p omedio del e o ela i o y absolu o gene ado en
cada uno de los pe iles es udiados.

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Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 81
Tabla 7 P omedio e o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm a
una elocidad del luido de 20 m/s.
Se obse a como la ca ga D ag aumen a en odos los pe iles, man eniéndose
un e o en e el 45% y el 55%, es o se debe a que los elemen os añadidos al
pe il u ilizado en el únel de ien o eal aumen an la supe icie de con ac o,
aumen ando el á ea que gene a ca gas D ag.
En é minos de ca gas li , se mues a un e o en o no al 25% y 38%, siendo
es e mayo . Como hipó esis a es e e ec o se plan ea que es causa de los
endpla es, al dispone de poco espacio en e ellos, se acele a el luido en mayo
medida en ambas pa es, a o eciendo a gene a un mayo g adien e de
p esiones.
Po úl imo, espec o a la e iciencia del pe il, se obse a como el e o disminuye
con o me se añade un lap de Gu ney de mayo amaño.
DRAG Li CL/CD DRAG Li CL/CD
No Flap de Gu ney , = 20 m/s 0,3784 0,0586 -0,3101 54,81% 37,37% 91,01%
Flap de Gu ney 1 mm, = 20 m/s 0,4019 0,1584 -1,3923 53,38% 38,57% 86,67%
Flap de Gu ney 4 mm, = 20 m/s 0,4508 0,4845 -0,9472 49,54% 30,99% 51,22%
Flap de Gu ney 7 mm, = 20 m/s 0,5325 0,6115 -0,6708 45,61% 26,52% 34,33%
E o absolu o
E o ela i o
Tipo de pe il
E o P omedio de cada ensayo
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7. Discusión: únel de ien o eal s i ual
En es e capí ulo, en base a los esul ados p esen ados en los an e io es
capí ulos, se discu e las en ajas y des en ajas de un únel de ien o eal y un
únel de ien o i ual.
El únel de ien o eal pe mi e ob ene esul ados del compo amien o
ae odinámico de cualquie sólido, con un e o del 5% el cual es conside able
pe o acep able, y en un iempo bas an e e icien e. Sin emba go, no es capaz de
mos a al de alle odos los e ec os del luido a un cue po sólido, es á muy
delimi ado an o en medidas del únel como capacidad de acele a un luido a
de e minadas elocidades y es necesa io modi ica la geome ía del cue po pa a
pode es udia lo, al como se ha demos ado en la sección 6, los e o es
causados po es a limi ación no son menosp eciables. Es os e o es son posibles
de sol en a con un únel de mayo es dimensiones o de mayo ecnología, pe o
debido a los al os cos es que es o pod ía llega a ocasiona p o oca que sea una
g an limi an e.
El únel de ien o i ual iene una g an can idad de ecu sos que nos pe mi e
expe imen a con di e en es dimensiones an o de cue pos solidos como de
úneles de ien o, o su g an e sa ilidad en modelos de u bulencias, mé odos de
compu ación y condiciones de con o no a aplica , llegando a se posible ensaya
con cualquie luido. También, su in e az pa a pode isualiza las p uebas,
pe mi e comp ende en g an medida como el ai e a ec a al cue po a es udia ,
u ilizando de ejemplo el lap de Gu ney con aguje o, g acias a las simulaciones
CFD, a la escena de elocidades, se descub e que el causan e del ala gamien o
de la es ela es el ó ice, gene ado po el aguje o, jun o al ó ice gene ado en
la pa e supe io del lap, los cuales no hab ían podido se con emplados si no
uese po los ensayos en únel de ien o i ual.
En con a de los modelos de únel de ien o i ual, es que son esul ados
eó icos en condiciones ideales, los cuales siemp e dependen de una alidación
ísica que solo puede apo a un únel de ien o, ya que como se ha mos ado en
el p oyec o, exis e un e o en e el 30-40%. Además, si se ealiza el es udio de
la malla a u iliza , y según la p ecisión deseada a la ho a de ob ene esul ados,
el iemplo mínimo necesa io pa a ob ene los esul ados es mucho más la go que
al posible de ob ene en un únel de ien o.
El mé odo ideal de es udio es combina las dos écnicas ya que un únel eal
pe mi e ob ene los esul ados más ealis as, conside ando odos los de alles
ísicos mien as que el únel de ien o pe mi e obse a e o es que se puedan
gene a en el únel de ien o eal, además de pode comp ende con una mayo
acilidad como ac úa el luido po odo el sólido, ayudando a p ocesos de mejo a
la e iciencia ae odinámica o la ca ga li del cue po a es udia .
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8. P opues as de mejo a
En es e capí ulo se p oponen mejo as a ealiza en el es udio una ez inalizado,
siendo es os los siguien es.
• Escaneado del pe il NACA eal. Pa a pode cuan i ica el e o en únel
de ien o i ual en e el modelo ideal y el modelo eal, se ecomienda
escanea de mane a p ecisa el modelo, llegando a se capaz de ob ene
la ugosidad de la supe icie. De es a mane a se plan ea como hipó esis
si el e o eal disminui ía o aumen a ía compa ado al e o gene ado en
el pe il ideal.
• Es udio de un mayo núme o de ángulos de a aque. En el capí ulo 5
se mues a como el ángulo de a aque que maximiza la e iciencia en únel
de ien o i ual es de 10º mien as que en el únel de ien o eal es de
15º. Al no se es udiado los ángulos de a aque en e es os alo es no se
puede ga an iza que es os alo es ealmen e sean los máximos y que
exis a an a di e encia en e ambas e iciencias. De ca a a un nue o
es udio se ecomienda u iliza in e alos de 1º o 2º pa a pode ga an iza
las cu as de endencia de es as g á icas y alida si ealmen e exis e es a
di e encia de compo amien os o si es meno .
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9. Conclusiones
Se concluye que se ha alcanzado el obje i o p incipal del TFG, que consis ía en
ealiza una compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o
eal y un únel de ien o i ual, median e simulaciones CFD. Pa a es e se ha
empleado un pe il NACA0015, el cual ha pe mi ido e alua las disc epancias
exis en es en e ambas écnicas, calculando sus e o es en e es os.
Las conclusiones que se han ob enido son.
• Se ha de e minado un e o gene al en e el únel de ien o eal y i ual
del 37,66%, el cual según la li e a u a [18] se conside a un e o acep able.
• Se de e minan que las i udes de un únel de ien o son la apidez y
acilidad pa a oma mues as, eniendo en cuen a un e o del 5%. Los
de ec os de es e son sus dimensiones y capacidades de acele a el luido,
siendo es e delimi an e a la ho a de ealiza es udios.
• Se de e minan que las i udes de un únel de ien o i ual son su g an
e sa ilidad pa a ealiza es udios, siendo capaz de cambia las
dimensiones de únel de ien o, de geome ía o de luido. Los de ec os
son su dependencia de únel de ien o pa a e i ica y alida alo es,
además de ealiza las simulaciones con las condiciones ideales an o del
cue po solido como del luido.
Se obse a como el pe il NACA0015 cumple con un compo amien o simé ico
cuando no dispone de un lap de Gu ney. Cuando es e se añade ompe la
sime ía, inc emen ando la ca ga de sus en ación gene ada o zando el
desp endimien o de la capa limi e. En con a es e aumen o de ca ga supone una
educción de la e iciencia ae odinámica del pe il, la cual, pese a ealiza un
o i icio en el lap se puede mejo a , pe o no supe a al pe il que no dispone de
lap.
Po úl imo, se delimi a como ango op imo de uncionamien o del lap de Gu ney
has a los 4 mm, ya que los esul ados ob enidos en el lap de 7 mm no mues an
mejo as.
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Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 87
Anexos
I. Tablas pa a de e mina el mallado de las simulaciones CFD
A con inuación, se mues a el es udio de malla ealizado pa a cada una de las
simulaciones empleadas en el p esen e abajo.
Pa a las imágenes se han u ilizado los mallados esal ados en colo e de
mien as que pa a las g á icas el esal ado en na anja.
Tabla 8: Di e en es mallados u ilizados pa a un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney.
Tabla 9: Di e en es mallados u ilizados pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm sin aguje o.
Tabla 10: Di e en es mallados u ilizados pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm sin aguje o.
Tabla 11: Di e en es mallados u ilizados pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm sin aguje o.
Li DRAG
Tamaño de
malla unel
G ow h
Ra e
Mallado
supe icial
Mallado
cu a u a
Nume o de
capas
Amplio de la
p ime a capa
Ra io de
aumen o
Aspec Ra io
Celda
y+
Tiempo de
simulacion
E o ela i o
li y DRAG
-0,484067 0,100197 0,08 1,1 1,00E-04 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.9 3,3 3h 0,00%
-0,491622 0,100645 0,1 1,1 0,0001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.8 5 1h 1,00%
-0,492355 0,102348 0,2 1,1 0,001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.8 5,4 20 min 1,93%
-0,501433 0,104385 0,5 1,1 0,001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.75 5,8 15 min 3,88%
-0,496574 0,103097 0,7 1,1 0,001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.77 6 10 min 2,74%
-0,556007 0,109905 0,8 1,1 0,01 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.75 6,8 1 min 30 seg 12,28%
-0,562224 0,159222 0,9 1,1 0,1 0,005 7 0,003 1,2 Uni o me 0.64 7,55 15 seg 37,53%
-0,556458 0,167845 1 1,1 0,15 0,05 5 0,002 1,1 Uni o me 0.5 11.052 10 seg 41,23%
Li DRAG
Tamaño de
malla unel
G ow h
Ra e
Mallado
supe icial
Mallado
cu a u a
Nume o de
capas
Amplio de la
p ime a capa
Ra io de
aumen o
Aspec Ra io
Celda
y+
Tiempo de
simulacion
E o ela i o
li y DRAG
-0,529347 0,107614 0,08 1,1 1,00E-04 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.87 3.5 3h 15 min 0,00%
-0,52466 0,107864 0,1 1,1 0,0001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.8 4.8 1h 10 min 0,56%
-0,534896 0,109458 0,2 1,1 0,001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.78 5.4 35 min 1,38%
-0,542291 0,110288 0,5 1,1 0,001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.75 5.8 20 min 2,47%
-0,564865 0,123138 0,7 1,1 0,001 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.74 6 11 min 10,57%
-0,576947 0,13646 0,8 1,1 0,01 2,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.73 6.7 3 min 17,90%
-0,618565 0,137642 0,9 1,1 0,1 0,005 7 0,003 1,2 Uni o me 0.61 7.9 40 seg 22,38%
-0,654893 0,14065 1 1,1 0,15 0,05 5 0,002 1,1 Uni o me 0.5 11.0 20 seg 27,21%
Li DRAG
Tamaño de
malla unel
G ow h
Ra e
Mallado
supe icial
Mallado
cu a u a
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capas
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p ime a capa
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aumen o
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Celda
y+
Tiempo de
simulacion
E o ela i o
li y DRAG
-0,71486 0,17655 0,08 1,1 1,00E-04 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.85 3.4 3h 30 min 0,00%
-0,71690 0,17965 0,1 1,1 0,0001 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.83 4.5 1h 20 min 1,02%
-0,72599 0,17997 0,2 1,1 0,001 8,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.77 4.9 40 min 1,75%
-0,73721 0,18006 0,5 1,1 0,001 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.73 5.3 25 min 2,56%
-0,74685 0,18975 0,7 1,1 0,001 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.71 6.4 14 min 5,98%
-0,75984 0,19766 0,8 1,1 0,01 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.69 6.8 2min 9,13%
-0,77896 0,20476 0,9 1,1 0,1 0,0005 7 0,003 1,2 Uni o me 0.62 7.5 1 min 12,47%
-0,79846 0,21568 1 1,1 0,15 0,05 5 0,002 1,1 Uni o me 0.56 9.4 40 seg 16,93%
Li DRAG
Tamaño de
malla unel
G ow h
Ra e
Mallado
supe icial
Mallado
cu a u a
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capas
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p ime a capa
Ra io de
aumen o
Aspec Ra io
Celda
y+
Tiempo de
simulacion
E o ela i o
li y DRAG
-0,93655 0,25570 0,08 1,1 5,00E-05 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.89 3.2 3h 35 min 0,00%
-0,94016 0,25687 0,1 1,1 5,00E-05 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.87 4.3 1h 16 min 0,42%
-0,94563 0,25987 0,2 1,1 0,0005 8,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.79 4.6 42 min 1,30%
-0,94812 0,26475 0,5 1,1 0,0005 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.76 5.1 26 min 2,39%
-0,95662 0,27897 0,7 1,1 0,0003 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.72 6.5 13 min 5,62%
-0,96847 0,28476 0,8 1,1 0,001 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.67 6.9 1 min 45 seg 7,39%
-0,98124 0,31025 0,9 1,1 0,1 0,0005 7 0,003 1,2 Uni o me 0.65 7.2 50 seg 13,05%
-1,00337 0,33548 1 1,1 0,15 0,05 5 0,002 1,1 Uni o me 0.59 9.5 35 seg 19,17%
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 88
Tabla 12: Di e en es mallados u ilizados pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm con aguje o.
Tabla 13: Di e en es mallados u ilizados pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm con aguje o.
II. Medidas ob enidas en el únel de ien o
A con inuación, se mues a un ecopila o io de odos los esul ados ob enidos en
el únel de ien o eal, sepa ados es e po cada p ueba ealizada.
Tabla 14: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney a una elocidad
de 10 m/s.
Tabla 15: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney a una elocidad
de 20 m/s.
Tabla 16: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm a una
elocidad de 10 m/s.
Li DRAG
Tamaño de
malla unel
G ow h
Ra e
Mallado
supe icial
Mallado
cu a u a
Nume o de
capas
Amplio de la
p ime a capa
Ra io de
aumen o
Aspec Ra io
Celda
y+
Tiempo de
simulacion
E o ela i o
li y DRAG
-0,83486 0,19456 0,08 1,1 5,00E-05 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.91 3.1 3h 45 min 0,00%
-0,83756 0,19580 0,1 1,1 0,00005 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.86 3.9 1h 40 min 0,48%
-0,84633 0,19786 0,2 1,1 0,0005 8,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.75 4.3 55 min 1,53%
-0,85824 0,19912 0,5 1,1 0,0005 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.72 4.8 35 min 2,57%
-0,87633 0,20480 0,7 1,1 0,0003 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.70 6.2 17 min 5,11%
-0,90146 0,21488 0,8 1,1 0,001 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.69 6.9 5min 9,21%
-0,93486 0,22365 0,9 1,1 0,1 0,0005 7 0,003 1,2 Uni o me 0.66 7.8 3 min 13,46%
-0,98463 0,25483 1 1,1 0,15 0,05 5 0,002 1,1 Uni o me 0.5 10.9 1 min 24,46%
Li DRAG
Tamaño de
malla unel
G ow h
Ra e
Mallado
supe icial
Mallado
cu a u a
Nume o de
capas
Amplio de la
p ime a capa
Ra io de
aumen o
Aspec Ra io
Celda
y+
Tiempo de
simulacion
E o ela i o
li y DRAG
-0,93548 0,25014 0,08 1,1 5,00E-05 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.89 3.2 3h 35 min 0,00%
-0,94016 0,25648 0,1 1,1 5,00E-05 5,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.87 4.3 1h 16 min 1,52%
-0,94563 0,25987 0,2 1,1 0,0005 8,00E-06 10 0,005 1,3 Uni o me 0.79 4.6 42 min 2,49%
-0,94721 0,26050 0,5 1,1 0,0005 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.76 5.1 26 min 2,70%
-0,95662 0,27897 0,7 1,1 0,0003 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.72 6.5 13 min 6,89%
-0,96847 0,28476 0,8 1,1 0,001 1,00E-05 10 0,005 1,3 Uni o me 0.67 6.9 1 min 45 seg 8,68%
-0,98124 0,31025 0,9 1,1 0,1 0,0005 7 0,003 1,2 Uni o me 0.65 7.2 50 seg 14,46%
-1,00337 0,33548 1 1,1 0,15 0,05 5 0,002 1,1 Uni o me 0.59 9.5 35 seg 20,69%
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,04 0,08 0,05 0,02 0,07 0,05 0,05 0,05 0,94
50,06 0,18 0,06 0,18 0,08 0,20 0,07 0,19 2,80
10 0,09 0,35 0,09 0,35 0,09 0,35 0,09 0,35 3,89
15 0,13 0,40 0,14 0,43 0,15 0,45 0,14 0,43 3,05
20 0,18 0,20 0,19 0,18 0,18 0,23 0,18 0,20 1,11
25 0,22 0,23 0,23 0,29 0,23 0,23 0,23 0,25 1,10
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
Rendimien o del pe il
NACA sin Flap de Gu ney, = 10 m/s
P omedio
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,23 0,25 0,27 0,18 0,28 0,20 0,26 0,21 0,81
50,30 0,87 0,30 0,84 0,31 0,87 0,30 0,86 2,84
10 0,38 1,40 0,37 1,43 0,39 1,40 0,38 1,41 3,71
15 0,55 1,71 0,57 1,77 0,59 1,78 0,57 1,75 3,08
20 0,86 1,73 0,89 1,70 0,88 1,85 0,88 1,76 2,01
25 0,96 1,04 0,92 1,09 0,99 1,07 0,96 1,07 1,11
NACA sin Flap de Gu ney, = 20 m/s
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
Rendimien o del pe il
P ime Ensayo
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,09 0,17 0,07 0,16 0,07 0,18 0,08 0,17 2,22
50,07 0,24 0,08 0,28 0,09 0,29 0,08 0,27 3,38
10 0,11 0,49 0,09 0,25 0,11 0,46 0,10 0,40 3,87
15 0,18 0,61 0,16 0,52 0,20 0,61 0,18 0,58 3,22
20 0,26 0,30 0,25 0,32 0,26 0,32 0,26 0,31 1,22
25 0,32 0,38 0,31 0,37 0,32 0,40 0,32 0,38 1,21
NACA con Flap de Gu ney, l = 1 mm y = 10 m/s
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
Rendimien o del pe il
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 89
Tabla 17: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm a una
elocidad de 20 m/s.
Tabla 18: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm a una
elocidad de 10 m/s.
Tabla 19: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm a una
elocidad de 20 m/s.
Tabla 20: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm a una
elocidad de 10 m/s.
Tabla 21: Resul ados D ag y Down o ce ob enidos pa a un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm a una
elocidad de 20 m/s.
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,34 0,65 0,32 0,71 0,31 0,65 0,32 0,67 2,07
50,40 1,32 0,38 1,28 0,40 1,32 0,39 1,31 3,32
10 0,54 2,04 0,34 1,96 0,53 2,04 0,47 2,01 4,28
15 0,77 2,61 0,76 2,51 0,81 2,64 0,78 2,59 3,32
20 1,09 1,60 1,07 1,52 1,08 1,51 1,08 1,54 1,43
25 1,36 1,74 1,34 1,71 1,55 1,76 1,42 1,74 1,23
Rendimien o del pe il
NACA con Flap de Gu ney, l = 1 mm y = 20 m/s
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,08 0,21 0,08 0,20 0,08 0,21 0,08 0,21 2,58
50,10 0,29 0,12 0,34 0,11 0,36 0,11 0,33 3,00
10 0,12 0,53 0,13 0,50 0,13 0,52 0,13 0,52 4,08
15 0,19 0,63 0,20 0,62 0,20 0,68 0,20 0,64 3,27
20 0,26 0,35 0,24 0,35 0,28 0,38 0,26 0,36 1,38
25 0,36 0,45 0,36 0,45 0,35 0,43 0,36 0,44 1,24
Rendimien o del pe il
NACA con Flap de Gu ney, l = 4 mm y = 10 m/s
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,35 0,84 0,36 0,82 0,35 0,78 0,35 0,81 2,30
50,46 1,47 0,45 1,42 0,43 1,43 0,45 1,44 3,22
10 0,56 2,13 0,57 2,10 0,57 2,11 0,57 2,11 3,73
15 0,82 2,73 0,81 2,67 0,86 2,87 0,83 2,76 3,32
20 1,17 1,71 1,18 1,75 1,16 1,83 1,17 1,76 1,51
25 1,45 1,90 1,40 1,76 1,43 1,84 1,43 1,83 1,29
Rendimien o del pe il
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
NACA con Flap de Gu ney, l = 4 mm y = 20 m/s
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,08 0,22 0,09 0,21 0,09 0,20 0,09 0,21 2,42
50,11 0,37 0,10 0,31 0,10 0,36 0,10 0,35 3,35
10 0,15 0,55 0,14 0,52 0,15 0,56 0,15 0,54 3,70
15 0,21 0,67 0,22 0,72 0,24 0,73 0,22 0,71 3,16
20 0,28 0,40 0,26 0,41 0,31 0,42 0,28 0,41 1,45
25 0,36 0,45 0,38 0,48 0,34 0,46 0,36 0,46 1,29
NACA con Flap de Gu ney, l = 7 mm y = 10 m/s
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
Rendimien o del pe il
Angulo de a aque DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N) DRAG (N) Down o ce (N)
00,37 0,89 0,35 0,82 0,39 0,87 0,37 0,86 2,32
50,29 1,63 0,47 1,55 0,44 1,63 0,40 1,60 4,01
10 0,62 2,21 0,59 2,19 0,63 2,21 0,61 2,20 3,59
15 0,86 2,82 0,88 2,88 0,83 2,66 0,86 2,79 3,25
20 1,17 1,75 1,28 1,95 1,17 1,73 1,21 1,81 1,50
25 1,54 1,96 1,53 1,95 1,52 1,90 1,53 1,94 1,27
Rendimien o del pe il
NACA con Flap de Gu ney, l = 7 mm y = 20 m/s
P ime Ensayo
Segundo Ensayo
Te ce Ensayo
P omedio
Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 96
Flap de Gu ney 7 mm, = 20 m/s
Nume o de sim
AdA
DRAG
Li
CD
CL
CL/CD
1
0
0,2178
0,6145
0,0037
0,0104
2,8219
2
5
0,3188
1,2013
0,0054
0,0203
3,7678
3
10
0,4870
1,8061
0,0082
0,0305
3,7084
4
15
0,7206
2,4116
0,0122
0,0407
3,3469
5
20
1,0558
2,9368
0,0178
0,0496
2,7815
6
25
1,5112
3,3600
0,0255
0,0567
2,2235
Tabla 41 Resul ados en los pa áme os es udiados en un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm a una
elocidad del luido de 20 m/s.
VI. E o ela i o y absolu o en e di e en es geome ías
A con inuación, pa a cuan i ica el e o gene ado en e ambas simulaciones, se
calcula cada uno de los e o es gene ados en e cada simulación, pe mi iendo
ob ene un e o p omedio de cada pa áme o.
Tabla 42 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 sin lap de Gu ney a una elocidad del
luido de 20 m/s.
Tabla 43 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 1 mm a una
elocidad del luido de 20 m/s.
DRAG Li CL/CD DRAG Li CL/CD
0,3277 0,0001 4,2687 77,64% 21,22% 99,88%
0,3296 0,3515 1,5666 72,61% 39,17% 26,30%
0,3415 0,6543 -2,2094 60,56% 36,27% 74,65%
0,3437 0,9439 -2,1198 46,93% 34,91% 88,04%
0,4997 -0,6245 -1,9968 42,71% 37,42% 140,11%
0,4283 -0,9739 -1,3700 28,44% 55,22% 117,11%
P omedio 0,3784 0,0586 -0,3101 54,81% 37,37% 91,01%
E o Absolu o
E o Rela i o
DRAG Li CL/CD DRAG Li CL/CD
0,3284 0,0944 -0,6036 75,89% 45,52% 125,98%
0,3329 0,4529 -2,3649 69,29% 39,14% 98,19%
0,3514 0,7879 -1,6245 57,74% 37,73% 47,35%
0,3440 1,0672 -0,5498 43,80% 35,68% 14,44%
0,5288 -0,6158 -1,8823 41,73% 33,22% 128,63%
0,5258 -0,8360 -1,3287 31,80% 40,11% 105,44%
P omedio 0,4019 0,1584 -1,3923 53,38% 38,57% 86,67%
E o Absolu o
E o Rela i o

Xa i Mo eno Co onado T abajo Final de G ado
Compa a i a de esul ados y limi aciones en e un únel de ien o y simulaciones CFD. 97
Tabla 44 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 4 mm a una
elocidad del luido de 20 m/s.
Tabla 45 E o ela i o y absolu o es udiados en un pe il NACA0015 con lap de Gu ney de 7 mm a una
elocidad del luido de 20 m/s.
DRAG Li CL/CD DRAG Li CL/CD
0,3165 0,3011 -1,1420 69,79% 45,92% 79,00%
0,3253 0,6799 -1,4253 60,41% 41,75% 47,13%
0,3455 1,0469 -0,6762 49,43% 40,24% 18,17%
0,3597 1,3622 -0,0151 39,04% 38,80% 0,40%
0,6366 -0,2735 -1,4860 42,64% 11,67% 94,68%
0,7211 -0,2094 -0,9387 35,96% 7,56% 67,96%
P omedio 0,4508 0,4845 -0,9472 49,54% 30,99% 51,22%
E o Absolu o
E o Rela i o
DRAG Li CL/CD DRAG Li CL/CD
0,3010 0,4667 -0,7377 58,02% 43,16% 35,40%
0,3201 0,8819 -0,5075 50,10% 42,33% 15,57%
0,3539 1,2708 -0,0494 42,08% 41,30% 1,35%
0,5885 0,8585 -0,8487 44,95% 26,25% 33,97%
0,7797 0,1707 -1,0885 42,48% 5,49% 64,30%
0,8516 0,0203 -0,7928 36,04% 0,60% 55,42%
P omedio 0,5325 0,6115 -0,6708 45,61% 26,52% 34,33%
E o Absolu o
E o Rela i o