Análisis experimental del comportamiento del flujo de fluidos en perfiles aerodinámicos mediante un dispositivo de HELE-SHAW - Kevin Omar Guaman Laica (2025)
El presente proyecto experimental analiza el comportamiento del flujo de fluidos en perfiles aerodinámicos utilizando un dispositivo de Hele-Shaw, con el objetivo de obtener visualizaciones cualitativas y validarlas mediante simulación numérica. La metodología se centró en el diseño y construcción de una celda de Hele-Shaw con una separación de 2 mm para asegurar un régimen de flujo laminar (Re < 1). Se evaluaron los perfiles NACA 0024 (simétrico), 2412 (curvatura media) y 6142 (alta curvatura) bajo ángulos de ataque de 0°, 15° y 30°. La visualización del flujo se logró mediante la inyección de colorante alimentario, y los resultados se compararon con simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) realizadas en ANSYS Fluent. Los resultados experimentales permitieron visualizar con claridad fenómenos clave como las líneas de corriente, los puntos de estancamiento y la separación del flujo. Sin embargo, se encontraron discrepancias significativas entre los resultados experimentales y los modelos CFD idealizados, particularmente en cuanto a la estabilidad de las estructuras de flujo y la difusión del trazador. Se determinó que estas desviaciones fueron causadas principalmente por limitaciones constructivas del prototipo artesanal, como micro-imperfecciones en el paralelismo de las placas e inestabilidades en el caudal, que introdujeron efectos tridimensionales no considerados en las simulaciones 2D. El estudio concluye que el dispositivo Hele-Shaw es una valiosa herramienta pedagógica para el análisis cualitativo, pero requiere una precisión de fabricación extrema para la validación cuantitativa. La investigación resalta la importancia crítica de controlar las variables experimentales y proporciona un diagnóstico robusto de los desafíos inherentes a cerrar la brecha entre los modelos teóricos y las implementaciones físicas reales.