Modelo Numérico de un Túnel Supersónico para uso Didáctico en Ingeniería Aeroespacial en la Universidad Nacional de La Plata

Resumo

El aprendizaje en grado de la dinámica de gases compresibles, en particular los flujos supersónicos, introduce nuevos conceptos radicalmente diferentes a los de los flujos incompresibles con los que se inicia el estudio de la Mecánica de Fluidos. Los flujos supersónicos en conductos se comportan de manera opuesta a los subsónicos ante cambios de área. Apareciendo nuevos fenómenos como las ondas de choque, inexistentes en flujo subsónico. El túnel de viento supersónico es la herramienta de laboratorio adecuada para la enseñanza práctica de este tema. En el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Nacional de La Plata se diseñó y construyó un túnel supersónico de aspiración, el cual permite visualizaciones mediante un sistema óptico Schlieren y mediciones de presión local. Para expandir y complementar la enseñanza de flujo supersónico, se desarrolló un modelo numérico tridimensional del mismo túnel, implementado en el software ANSYS Fluent, que permite una mayor versatilidad en las condiciones de operación, así como una visualización de las variables de interés como el número de Mach, presiones y ondas de choque normales y oblicuas en las distintas condiciones de operación y para distintos obstáculos en el flujo, modelo que se presenta en este trabajo.