Presently, during critical phases of flight like takeoff, landing or approach, aircrafts need systems as flaps or slats that helps them to improve lift. Those, hydraulic or mechanical, are deployed during these phases in order to increase the wing surface and consequently, lift. Focusing on the wing, an airfoil is a cross-sectional shape of it; therefore, we can find many configurations or designs with different properties. Specifically, many airplanes use NACA series but, a few years ago, commercial aircraft like Airbus A380 or Boeing 787, or military aircrafts like Boeing C-17 Globemaster are using Supercritical NASA (SC) that improve the global efficiency. In particular, this final degree project is focused on the analysis of the flow on the boundary layer in supercritical airfoil when the airplane is flying at low Reynold numbers. This analysis has been done at different angle of attack in order to analyze the behavior and limits of this airfoil. With this study, basis is established to design a fluidic active flow control with the purpose of reducing aircraft mechanical systems and its problems related with weight, maintenance and failures. For example, when we will be landing at BCN, instead of listen and see a complex system deploying on the wing, we will see a jet on the wing that makes the same effects. Many simplifications have been done possible because we are working at low Reynolds. One of the most important is to work with incompressible flow. Also, an approximation of the supercritical airfoil selected to process and study the behavior is done. About simulations, software like gmsh, Nektar++ or Paraview has been used for the processing to obtain numerical results. Finally, after analyzing simulations results, the optimal angle to deploy the systems is defined. And for this, the fluidic active flow control is going to be implemented to recover the lift.

Actualment, durant les fases crítiques de vol com serien l’aterratge, enlairament o aproximació, els avions necessiten sistemes que ajudin a millorar la sustentació. Centrant-nos en l’ala, el perfil alar és una secció transversal d’aquesta, per tant, podem trobar diversos dissenys i configuracions amb diferents propietats segon les necessitats. Concretament, molts dels avions utilitzen perfils NACA però, des de fa uns anys, avions comercials com el A380 o B787 o militars com el C-17 utilitzen perfils alars de la categoria SC (supercrític) que milloren la eficiència global. Particularment, aquest treball de fi de grau, es centra en l’anàlisi del flux a través de la capa límit en perfils supercrítics quan l’avió està volant a Reynolds baixos. Les simulacions s’han realitzat a diferents angles d’atac per analitzar el comportament i els límits del perfil. Amb aquest anàlisi s’assenten les bases per tal de proposar sistemes de control actiu del flux amb la finalitat de reduir els sistemes mecànics de l’avió i conseqüentment, el pes, manteniment i problemes relacionats. Per exemple, durant un aterratge a BCN, en comptes de veure i escoltar com un sistema complex es desplega, veurem un jet que aportarà el mateix efecte. Durant l’estudi es fan diverses simplificacions, possibles gràcies a treballar a baixos Reynolds, com el fet de treballar amb flux incompressible. També es treballarà amb un perfil aproximat al supercrític sobre el que volem extrapolar els resultats. Sobre les simulacions, s’utilitzen programes com Gmsh, Nektar++ o Paraview per al processat per tal d’obtenir resultats numèrics. Finalment, després d’analitzar els resultats, es definirà l’angle òptim per activar el sistema de control. En referència a aquest, s’implementarà un control actiu del flux per tal de recuperar la sustentació.