Armando Collazo Garcia III a obtenu plus que ce à quoi il s'attendait d'un cours de troisième cycle qu'il a suivi au printemps dernier. Il a développé une nouvelle compréhension de la physique des chocs transsoniques produits à travers un profil aérodynamique à flux laminaire avec aspiration de la couche limite et a ajouté un article publié à son curriculum vitae.

« Quand j'ai reçu la mission de faire un projet de recherche, J'ai réalisé que j'avais déjà un bon ensemble de données de ma thèse de maîtrise que je pouvais utiliser d'une nouvelle manière, " a déclaré Collazo Garcia. " J'ai pu appliquer des techniques d'algèbre linéaire pour manipuler les données de champ d'écoulement et décomposer les informations en modes. Les modes ont fourni un instantané de divers aspects de l'écoulement et ont été classés par leur contribution énergétique, avec les modes de rang supérieur montrant les caractéristiques les plus importantes de l'écoulement. La beauté de cette technique est qu'elle élimine tout le bruit aléatoire - toute l'incertitude associée aux données - et identifie les modes les plus importants afin que nous puissions étudier plus efficacement le processus. »

L'article a été élaboré pour le cours AE 598—Analyse modale de l'écoulement des fluides enseigné par Theresa Saxton-Fox, professeur adjoint au Département de génie aérospatial de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign.

"De la classe, J'ai appris à utiliser les techniques d'analyse modale, en particulier, décomposition orthogonale correcte, et comment la technique peut m'aider à comprendre les modes dominants et les caractéristiques dominantes dans le flux en question, " a déclaré Collazo Garcia. " En faisant l'analyse, J'ai appris comment considérer un modèle d'ordre réduit utilisant les modes dominants m'a permis de comprendre la dynamique et la physique importante du processus sans l'instabilité et le bruit qui sont présents dans les données."

Pour son mémoire de maîtrise, Collazo Garcia a évalué les performances aérodynamiques et les caractéristiques d'écoulement associées d'un profil aérodynamique à flux laminaire de type Griffith dans l'environnement transsonique. Parce que le profil aérodynamique a été conçu pour fonctionner en présence d'une aspiration active de la couche limite pour aider l'augmentation de la pression à travers la région du bord de fuite, les performances aérodynamiques du profil aérodynamique étaient entravées lorsque cette aspiration n'était pas appliquée. Un processus d'oscillation de choc très instable a également été observé en l'absence d'aspiration en raison d'un processus d'interaction d'écoulement complexe. Il a été observé que l'application d'une aspiration atténuait cette grande variabilité dans la position du choc et le mouvement instable. Le travail qu'il a commencé dans la classe de Saxton-Fox lui a permis d'utiliser l'analyse modale pour approfondir les connaissances sur ce processus de choc oscillatoire.

"Nous avons obtenu les fréquences associées de chaque mode et avons pu créer une reconstruction du processus et capturer la physique importante en supprimant toutes les instabilités et bruits associés dans les données, " a déclaré Collazo Garcia. " Nous avons observé l'accumulation de la vague de Mach, ce qui conduit au choc pleinement développé. Après oscillation, il se dissipe et puis nous voyons à nouveau le processus se former."

Collazo Garcia a déclaré la reconstruction, qui supposait un seul mode de Fourier pour chaque mode de décomposition orthogonal propre, est une technique très simple qui peut être appliquée à d'autres flux et à d'autres ensembles de données dans le but de comprendre la physique sous-jacente, les caractéristiques les plus importantes dans un processus instable.

L'étude, "Analyse modale du processus de choc transsonique sur un type Griffith, Profil aérodynamique à flux laminaire, " a été écrit par Armando R. Collazo Garcia III, Thérèse Saxton-Fox, et Phillip J. Ansell. Il a été présenté à Forum AIAA Scitech 2021 .