Simulation of the aerodynamic behavior of 3 NACA profiles using computational fluid (CFD)

La simulación de elementos aerodinámicos mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en inglés), en la industria aeronáutica representa un pilar fundamental en el desarrollo de nuevas tecnologías y optimización de modelos ya existentes. El presente estudio tiene por objetivo evaluar el comportamiento de 3 perfiles usualmente usados y definidos por el comité nacional de aeronáutica (NACA) a través de ANSYS y comparar los resultados obtenidos con simulaciones previamente publicadas. Para obtener esta información, se creó modelos con volúmenes de control para cada perfil, usando modelos CAD en base a las especificaciones NACA, además, fue necesario definir las condiciones de frontera dentro de la simulación de volúmenes finitos. El estudio permite definir y observar cual es el contorno de presión, además, contorno de velocidad, líneas de flujo y numero Mach que son parámetros característicos de cada perfil, con sus ventajas y desventajas. Las simulaciones resultantes sugieren un mejor desempeño general del perfil 63002 (5 dígitos) comparado con los perfiles 4415 y 0012 (4 dígitos), confirmando lo establecido en la bibliografía. Adicionalmente, el estudio permitirá un mejor aprendizaje de aerodinámica (mecánica de fluidos) que, hasta donde los autores han investigado, ha sido poco utilizado en el medio académico ecuatoriano.The simulation of aerodynamic elements using computational fluid dynamics (CFD), in the aeronautical industry represents a fundamental pillar in the development of new technologies and optimization of existing models. The aim of this study is to evaluate the behaviour of 3 profiles commonly used and defined by the National Aeronautics Committee (NACA) through ANSYS and compare the results obtained with previously published simulations. To obtain this information, models with control volumes for each profile, using CAD models based on the NACA specifications were created. In addition, it was necessary to define the boundary conditions within the simulation of finite volumes. The study allows a better understanding of parameters such as the pressure contour, speed contour, flow lines and Mach number that are characteristic of each profile, with their advantages and disadvantages. The resulting simulations determined a better overall performance of profile 63002 (5 digits) compared to profiles 4415 and 0012 (4 digits), confirming the established in the bibliography. Furthermore, the study allowed a better learning of aerodynamics (fluid mechanics) which, as far as the authors have investigated, has been little used in the Ecuadorian academic environment