CFD model validation of boundary layer ingestion propulsor experiment

In the context of a constant growth of civil flights, the aeronautic industry needs to satisfy new requests in terms of aircraft emissions. Boundary layer ingestion propulsion represents an interesting path for the research, offering a theoretical increase of flight efficiency, at the cost of a high complexity in engine integration. This thesis investigates a numerical model replicating the wind tunnel tests performed on this kind of technology. A set of five meshes is built to assess grid convergence, and several CFD analyses are conducted to examine the adherence with observed data, considering a low-speed case with a cruise Mach number of 0.20 and a high-speed case with Mach 0.80. The results here presented report a promising trend towards convergence, with differences between numerical and experimental data in the order of 1% or lower, reducing at a growing number of elements, while further improvements can still be obtained to refine the model.

Nel contesto di una continua crescita dei voli commerciali, l’industria aeronautica si trova a dover soddisfare nuove richieste in termini di emissioni dei velivoli. La propulsione a Ingestione di Strato Limite rappresenta un interessante direzione di ricerca, offrendo un teorico aumento dell’efficienza di volo, al prezzo di un’alta complessità nell’integrazione del motore. Questa tesi si ripropone di investigare un modello numerico in grado di replicare i test in galleria del vento su questo tipo di tecnologia. Una serie di cinque mesh è generata per accertare la convergenza di griglia, e diverse analisi CFD sono state condotte per esaminare l’aderenza con i dati osservati, considerando un caso a bassa velocità con Mach di crociera di 0.20 e un caso ad alta velocità con Mach 0.80. I risultati qui presentati riportano un promettente andamento verso la convergenza, e le differenze tra dati numerici e sperimentali sono nell’ordine dell’1%, in riduzione al crescere del numero di elementi, mentre ulteriori miglioramenti possono ancora essere ottenuti per raffinare il modello.