Comparison of CFD codes for low Reynolds number aerodynamic simulation

The growing use of UAV in civil and military aviation determines the need to deepen the study of the flight regimes in which these vehicles are called to operate. It requires to focus on the knowledge of transition to turbulence phenomena and its simulation using CFD tools. This work fits into this context and aims to provide a tool for comparing numerical models for simulation with RANS equations in two-dimensional external flows in order to identify effective transition modeling tools with comparable performances with respect to the simpler, but reliable, panel methods. The need to find effective RANS models is due to the prospect of moving to the desired execution of higher quality three-dimensional simulations of transitional regime. The tested models proved capable of providing results in good agreement with the experimental data available. Of particular interest are the performance of the Transitional SST turbulence model.

Il crescente utilizzo di piccoli veicoli non pilotati, nel gergo comune definiti «droni», nell'aviazione civile e militare determina la necessità di approfondire lo studio dei regimi di volo in cui questi mezzi sono chiamati ad operare. La combinazione tra le dimensioni ridotte e le altitudini operative, richiede una conoscenza approfondita della transizione verso la turbolenza e dei fenomeni ad essa correlata allo scopo di migliorare le capacità predittive di progettisti e sviluppatori per mezzo degli strumenti della Fluidodinamica Computazionale. Questo lavoro si inserisce in questo contesto e si propone di fornire uno strumento di confronto di modelli numerici per la simulazione con Equazioni RANS in correnti bidimensionali allo scopo di individuare strumenti efficaci di modellazione della transizione con performance comparabili ai più semplici, ma affidabili, metodi a pannelli. La necessità di trovare dei modelli RANS efficaci è dovuta alla prospettiva di passare alla auspicata esecuzione di simulazioni tridimensionali di maggior qualità. I modelli testati si sono mostrati capaci di fornire risultati in buon accordo con i dati sperimentali a disposizione. Di particolare interesse sono le prestazioni del modello di turbolenza Transitional SST