The Discrete Vortex Method for estimating how surface roughness affects aerodynamic drag acting on a long cylinder exposed to wind

This paper focuses on the aerodynamic drag force that acts on a long cylinder standing up to aerodynamic wind in the critical regime of the fluid flow. The core problem addressed here is how surface roughness of a high level and further increase of that level affects the drag. The research is based on computer simulations using the Discrete Vortex Method. A meshless version of the method was applied in order to let the boundary layer form freely in the way of a direct computer simulation. Fundamental ideas behind the Discrete Vortex Method, the original research program and the obtained results are presented. The main conclusion is that a small level of surface roughness may be neglected in engineering estimations.

---

W pracy skupiono się na sile oporu aerodynamicznego działającej na nieskończenie długi walec poddany działaniu wiatru w zakresie krytycznym przepływu. Centralnym zagadnieniem badań było określenie wpływu dużej chropowatości walca na wartość tej siły oraz określenie związku pomiędzy zmianą parametru chropowatości a jej wartością. W ramach badań wykonano serię symulacji komputerowych przy użyciu metody wirów dyskretnych. Została zastosowana bezsiarkowa implementacja metody w celu osiągnięcia efektu swobodnego formowania się warstwy brzegowej. Praca przestawia podstawy teoretyczne metody wirów dyskretnych, założenia programu badań autorskich oraz uzyskane wyniki. Głównym wnioskiem postawionym w pracy jest określenie poziomu chropowatości poniżej którego może ona być zaniedbana w oszacowaniach inżynierskich.