Erhöhen Wirbelgeneratoren den Re eines Flügels?

Die Reynolds-Zahl hängt von der Freistrahlgeschwindigkeit, der Sehnenlänge, der Flüssigkeitsdichte und der Viskosität ab. Der Wirbelgenerator ändert also nicht die Reynolds-Zahl. Es versetzt jedoch die Strömung hinter der Vorrichtung in eine turbulente Strömung. Tatsächlich hat eine turbulente Strömung einen höheren Widerstand als eine laminare Strömung (bei gleichem Re). Daher würde die aerodynamische Oberfläche zusätzlich zu dem durch die VGs eingeführten zusätzlichen Hautreibungswiderstand auch einen höheren Widerstand aufweisen.

Die Reynolds-Zahl ist ein Konstrukt, das die relative Größe von viskosen und Trägheitskräften misst, und sie ist auf bequeme Weise definiert. Es ist keine messbare physikalische Größe, daher hängt die Antwort davon ab, wie Sie es definieren.

Beachten Sie, dass sein Ausdruck:

enthält einen Längenbegriff$L$die willkürlich als charakteristische Länge des betreffenden Problems gewählt wird.

Das bedeutet, dass man für die freie Strömung über einem Flügel eine Reynolds-Zahl definieren kann ($L=L_{wing}=c$) und eine ganz andere für die Grenzschicht ($L=L_{layer}$). In der Praxis die Grenzschicht$\mathrm{Re}_{layer}$und der Flügel$\mathrm{Re}_{wing}$werden eng miteinander verbunden sein, wenn Turbulenzen von der freien Strömung zur Grenzschicht sickern, aber sie werden nicht gleich sein.

Beispielsweise wird die Grenzschicht in der Nähe des vorderen Staupunkts extrem niedrig sein und die Schicht wird laminar sein, selbst wenn die vorherrschenden freien Strömungsbedingungen Turbulenzen anzeigen würden. Natürlich wird die Schicht in einer solchen Situation sehr bald wechseln, es sei denn, das Profil ist speziell dafür ausgelegt, dies zu verhindern, wie die NACA 6-Serie .

Schichtmanipulationsgeräte wie Stolperstreifen und Wirbelgeneratoren trüben das Bild noch weiter, indem sie die Bedingungen in der Grenzschicht verändern:

Ein Stolperstreifen erzwingt einen turbulenten Übergang durch eine lokale Spitze in der Oberflächenrauhigkeit, um die günstigeren Trenneigenschaften einer turbulenten Grenzschicht zu nutzen.

Wirbelgeneratoren hingegen mischen die Strömung aus dem freien Strom aus der Schicht hinein, erhöhen ihre Energie und verzögern die Trennung. Sie erhöhen auch die$\mathrm{Re}_{layer}$weil sie auch eine Quelle von Rauhigkeit sind und ihre Vorgehensweise direkt die lokale Verwirbelung erhöht. Es ist zwar denkbar, dass bei sehr niedrigen Reynolds-Werten ein Satz Wirbelgeneratoren vollständig im laminaren Modus arbeitet und die Schicht nicht übergeht, aber dies ist ein akademischer Fall, und in der realen Welt werden Sie wahrscheinlich eine turbulente Schicht stromabwärts von ihnen haben.

Um Ihre Frage nun direkter anzugehen: Wenn Sie den effektiven Reynolds des Tragflügels zum Zweck der Schichtbefestigung erhöhen möchten, können Sie mit Wirbelgeneratoren und wahrscheinlich noch mehr mit einem Stolperstreifen einige Erfolge erzielen, aber es nicht erwarten beide Methoden, um den Wert über den des gesamten Flügels zu nehmen.