Desarrollo de Velocimetría de Imágenes de Partículas para Aplicaciones de Túneles de Viento Hipersónicos. Trabajo de Grado (2024)
RESUMEN : La investigación en aerodinámica hipersónica es fundamental para el avance de tecnologías aeroespaciales. No obstante, caracterizar flujos hipersónicos involucra desafíos notables por su alta velocidad y complejidad. En este escenario, la Velocimetría de Imágenes de Partículas (PIV) se destaca como una técnica esencial para adquirir mediciones precisas de velocidad en estos ambientes extremos. Este trabajo de grado, realizado en el túnel de viento hipersónico de la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA), explora esta técnica. Se ejecutaron pruebas de PIV para examinar flujos hipersónicos de chorro, enfocándose en comprender la interacción de estos flujos con la capa límite en condiciones hipersónicas. El estudio es vital por su impacto en la estabilidad, control y manejo térmico de vehículos aeroespaciales, ejemplificado por los retos que enfrentó el avión-cohete hipersónico X-15 de la NASA. Los campos vectoriales de velocidad y vorticidad que se obtuvieron son cruciales para visualizar y analizar la dinámica de los flujos hipersónicos, aportando datos indispensables para optimizar el diseño y la eficiencia de los sistemas de control térmico en vehículos de alta velocidad. Los hallazgos indicaron velocidades de hasta 520 m/s, proporcionando avances significativos en la comprensión de la aerodinámica hipersónica y su aplicación en la ingeniería aeroespacial. Este estudio demuestra la eficacia de la técnica PIV en entornos extremos y resalta su capacidad para mejorar el diseño aerodinámico y la seguridad de futuras misiones aeroespaciales.