Efeito do tamanho do domínio em spanwise nas simulações numéricas diretas do ruído de perfil aerodinâmico durante a separação de fluxo e estol

É bem estabelecido que um grande tamanho de domínio em spanwise é necessário para simulações numéricas precisas do fluxo passando por um perfil aerodinâmico em estol. Vários experimentos numéricos apoiam essa conclusão em relação a estatísticas aerodinâmicas e de turbulência. No entanto, muito pouco foi relatado sobre o efeito do comprimento do span nos resultados aeroacústicos. Neste artigo, é realizada uma investigação detalhada sobre a influência do comprimento do domínio em spanwise na previsão do ruído de estol do perfil quando condições de contorno periódicas em spanwise são aplicadas. Este estudo é baseado em simulações numéricas diretas de um perfil NACA0012 a Re∞ = 50.000 e M∞ = 0,4 em condições de quase estol e estol completo. Há três principais descobertas neste artigo. Primeiro, a acústica a longa distância é considerada altamente sensível à escolha do comprimento do domínio em spanwise. No caso de estol completo, um comprimento de span igual a 20% do cordão do perfil superestima o ruído radiado em mais de 10 dB em frequências baixas a médias em relação a um caso com um comprimento de cordão em span. Descrepâncias são encontradas para comprimentos de onda acústicos mais curtos do que o tamanho do domínio em spanwise. Em condições de quase estol, as mudanças causadas pelo pequeno domínio em spanwise são notavelmente mais brandas. Segundo, as previsões de ruído mais baixas da simulação de grande span em frequências baixas são atribuídas à fragmentação em spanwise de grandes estruturas de fluxo e à redução da coerência em spanwise nas proximidades da borda de fuga. Terceiro, uma relação de fase de fonte mais destrutiva é observada com um grande span para frequências médias, que foi inibida pela força periódica no caso de pequeno span.