Zaawansowane narzędzia do przewidywania przepływu turbulentnego
Celem projektu RECEPT (Receptivity and amplitude-based transition prediction) było zwiększenie dokładności przewidywania zachowania samolotów ze skrzydłami laminarnymi, a tym samym umożliwienie projektowania bardziej zaawansowanych i innowacyjnych statków powietrznych. Partnerzy projektu przeprowadzili doświadczenia badające wpływ wirów zewnętrznych w trójwymiarowych przepływach w warstwie granicznej na zewnętrzne zakłócenia wirowe. Doświadczenia prowadzono w tunelu aerodynamicznym z kontrolą zakłóceń zewnętrznych i jakości chropowatości powierzchni. Badanie to pozwoliło lepiej zrozumieć zjawisko przejścia w przepływach trójwymiarowych i opracować nowe narzędzia do przewidywania zmian przepływu laminarnego na turbulentny. Badania eksperymentalne i numeryczne zwiększyły wiedzę na temat procesów wpływających na powstawanie zakłóceń w trójwymiarowych przepływach w warstwie granicznej w wyniku występowania turbulencji w przepływie swobodnym i szorstkości powierzchni. Badania numeryczne dostarczyły wielu cennych informacji dotyczących wymaganej jakości powierzchni laminarnych skrzydeł samolotów. Pozwoli to należącym do konsorcjum RECEPT producentom statków powietrznych dokładniej przewidywać parametry lotu. Zdobyta wiedza i ulepszone metody przewidywania mogą być bezpośrednio wykorzystane we wspólnej inicjatywie technologicznej „Czyste niebo”. Prace przeprowadzone w ramach projektu RECEPT w dużym stopniu wpływają również na badania akademickie z zakresu aeronautyki i mechaniki płynów. Ponadto, zjawisko przejścia laminarno-turbulentnego jest istotnym czynnikiem wpływającym na wiele procesów, w tym spalanie, produkcję papieru czy przepływy atmosferyczne i oceaniczne. Zjawisko to ma również bezpośrednie zastosowanie w zrównoważonej produkcji energii, m.in. wiatrowej czy wodnej. Lepsze przewidywanie przejść zwiększa możliwości w zakresie projektowania samolotów ze skrzydłami laminarnymi i ułatwia modelowanie kluczowych zjawisk związanych z działaniem urządzeń do kontroli przepływu laminarnego. Jest to duży krok w kierunku stworzenia bardziej zaawansowanych urządzeń kontrolnych. Pomoże to zmniejszyć wpływ samolotów na środowisko naturalne poprzez obniżenie zużycia paliwa i redukcję emisji, tym samym poprawiając konkurencyjność unijnego sektora produkcyjnego.
Słowa kluczowe
Przepływ turbulentny, lotnictwo, skrzydła laminarne, RECEPT, przewidywanie przejść, przepływy w warstwie granicznej
