Armando Collazo García III obtuvo más de lo que esperaba de un curso de posgrado que tomó la primavera pasada. Desarrolló una nueva comprensión de la física de los choques transónicos producidos a través de un perfil aerodinámico de flujo laminar con succión de capa límite y agregó un artículo publicado a su currículum.

"Cuando recibí la asignación para realizar un proyecto de investigación, Me di cuenta de que ya tenía un buen conjunto de datos de mi tesis de maestría que podía usar de una manera nueva, "Dijo Collazo García." Pude aplicar técnicas de álgebra lineal para manipular los datos del campo de flujo y descomponer la información en modos. Los modos proporcionaron una instantánea de varios aspectos del flujo y se clasificaron según su contribución de energía, con los modos de rango superior que muestran las características más importantes del flujo. La belleza de esta técnica es que elimina todo el ruido aleatorio, toda la incertidumbre asociada con los datos, e identifica los modos que son más importantes para que podamos estudiar el proceso de manera más eficiente ".

El artículo fue desarrollado para el curso AE 598 — Análisis modal del flujo de fluidos impartido por Theresa Saxton-Fox, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign.

"De la clase, Aprendí a utilizar técnicas de análisis modal, en particular, descomposición ortogonal adecuada, y cómo la técnica puede ayudarme a comprender los modos dominantes y las características dominantes en el flujo en cuestión, "Dijo Collazo García." Al hacer el análisis, Aprendí cómo considerar un modelo de orden reducido utilizando los modos dominantes me permitió comprender la dinámica y la física importante del proceso sin la inestabilidad y el ruido que está presente en los datos ".

Para su tesis de maestría, Collazo García evaluó el rendimiento aerodinámico y las características de flujo asociadas de un perfil aerodinámico de flujo laminar tipo Griffith en el entorno transónico. Debido a que el perfil aerodinámico fue diseñado para operar en presencia de succión de capa límite activa para ayudar al aumento de presión en la región del borde de salida, el rendimiento aerodinámico de la superficie de sustentación se vio obstaculizado cuando no se aplicó esta succión. También se observó un proceso de oscilación de choque muy inestable en ausencia de succión debido a un complejo proceso de interacción de flujo. Se observó que la aplicación de succión mitigaba esta gran variabilidad en la posición del choque y el movimiento inestable. El trabajo que comenzó en la clase de Saxton-Fox le permitió utilizar el análisis modal para ampliar el conocimiento sobre este proceso de choque oscilatorio.

"Obtuvimos las frecuencias asociadas de cada modo y pudimos crear una reconstrucción del proceso y capturar la física importante al eliminar toda la inestabilidad y el ruido asociados en los datos, ", Dijo Collazo García." Observamos que la onda Mach se acumulaba, lo que conduce al shock completamente desarrollado. Después de la oscilación, se disipa y luego vemos de nuevo la formación del proceso ".

Collazo García dijo que la reconstrucción, que asumió un solo modo de Fourier para cada modo de descomposición ortogonal adecuado, es una técnica muy simple que se puede aplicar a otros flujos y otros conjuntos de datos con la intención de comprender la física subyacente, las características más importantes en un proceso inestable.

El estudio, "Análisis modal del proceso de choque transónico sobre un tipo Griffith, Perfil aerodinámico de flujo laminar, "fue escrito por Armando R. Collazo García III, Theresa Saxton-Fox, y Phillip J. Ansell. Fue presentado en Foro AIAA Scitech 2021 .