Po pierwsze, świetne pytanie i świetne dochodzenie! Tego rodzaju zapytanie, zobaczmy, co się stanie, zaprowadzi cię daleko, jeśli zdecydujesz się zająć aerodynamiką na poziomie zaawansowanym (i oczywiście w innych dziedzinach). Nie tak dawno musiałem napisać podobny raport: z braku zasobów i wiedzy gigantów lotniczych, ja również zastanawiałem się, dlaczego mogłem pozornie wymyślać projekty, które na pierwszy rzut oka wydawały się znacznie lepsze od ich. Myślałem, że mam zimne skrzydełka.
Potem poszedłem do pracy dla Boeinga i zacząłem rozmawiać z aerodynamikami. Rozpocząłem studia podyplomowe z aeronautyki. Okazuje się, co nie jest zaskakujące, że z podręczników licencjackich i publicznie dostępnych danych nie można wiele wyciągnąć. Chociaż oczywiście nie mogę tutaj wyczerpać tematu - i prawdopodobnie nawet nie odpowiem na twoje pytanie na list - mogę dać ci kilka rzeczy do przemyślenia. Żeby było jasne, nie posunąłbym się znacznie dalej niż ty, jeśli chodzi o modelowanie i symulację, ale jeśli chcesz, aby niektóre punkty do dyskusji w twoim artykule były tutaj, niektóre w przypadkowej kolejności. Zrobiłem pewne założenia dotyczące Twojego poziomu wiedzy, więc proszę, wybacz mi, jeśli jest to protekcjonalne i zapytaj, czy potrzebujesz wyjaśnienia.
Wierność Twojego modelu podstawowego
Winglety ... były z 737MAX ... Skrzydło jest takie samo jak w 737NG.
Na jakich danych oparłeś swój model? Skrzydło 737 nie jest prostą sprawą płata, jakiegoś zwężenia i pewnego skrętu. Zauważyłem, że nie uwzględniliście gondoli / pylonów ani owiewek klap. Projekt skrzydełka produkcyjnego jest mocno powiązany z integracją całego projektu skrzydła, w tym wszystkich dodatkowych elementów zwisających z niego.
Powód, dla którego skrzydełka 737 MAX są skuteczne
737 MAX wykorzystuje to, co jest oznaczone jako skrzydełko Advanced Technology (AT). Wiemy, że dobrze zaprojektowane przedłużenie skrzydła jest bardziej aerodynamiczne niż winglet. Jednak rozpiętość skrzydeł 737 musi mieścić się w pewnych granicach, aby działać z tą samą infrastrukturą naziemną, co poprzednie modele, więc winglet jest dobrym rozwiązaniem. Ale co by było, gdybyśmy mogli mieć jedno i drugie? Cóż, skrzydło AT robi dokładnie to:
Dolny winglet jest skonfigurowany w taki sposób, że odchylenie skrzydła do góry pod obciążeniem lotu w przybliżeniu 1 g powoduje dolny winglet poruszać się w górę i na zewnątrz z pozycji statycznej do pozycji w locie, co skutkuje efektywnym zwiększeniem rozpiętości skrzydła.
Aby naprawdę zrozumieć skuteczność skrzydełka AT, należałoby trzeba wymodelować tę odchyloną geometrię. 
Innym elementem wpływającym na skuteczność skrzydełka AT jest jego naturalny przepływ laminarny:
We wcześniejszych wingletach opór spowodowany tarciem spowodowanym przepływem powietrza nad wingletem jest jednym z głównych czynników utrudniających efektywny przepływ powietrza ... rozwiązuje to Boeing, stosując szczegółowy projekt, materiały powierzchniowe i powłoki, które Włącz laminarny - lub bardziej płynny - przepływ powietrza nad wingletem.
Modelowany reżim przepływu
Winglety AT są najbardziej efektywne, ponieważ ich wydajność jest aggr egatowane przez długie, szybkie odcinki rejsowe na dużych wysokościach. Podałeś tylko prawdziwą prędkość lotu, ale dla tego rodzaju analizy samolotów transportowych liczba Macha jest znacznie ważniejsza. Nie podałeś temperatury powietrza, ale z podanej gęstości wynika, że ta symulacja jest na poziomie morza, co oznacza, że twoja liczba Macha nie jest wystarczająco wysoka. Ale w rzeczywistości może to częściowo wyjaśniać twoje wyniki. Obserwuj krzywą przeciągania: 
Ogólnie rzecz biorąc, spiroidalny winglet, taki jak twój, zmniejsza indukowany opór kosztem pewnego oporu pasożytniczego. Jak widać, możemy pozwolić sobie na dodatkowy opór pasożytniczy przy niższych prędkościach, ponieważ dominuje opór indukowany.
Gdybym miał zasugerować, to byłoby to uruchomienie symulacji przy realistycznej liczbie Macha (około 0.8) i zobacz, co się stanie. Ale uwaga ...
Ograniczenia oprogramowania CFD
Dochodzimy do punktu, w którym CFD, jeśli jest dobrze wdrożony, jest całkiem dobre do modelowania osiągów samolotu podczas lotu rejsowego. Obecnie większość testów w tunelu aerodynamicznym dużych samolotów koncentruje się na warunkach wysokiego podnoszenia i manewrowania, w których CFD spada znacznie krócej. Oczywiście zawsze chcemy zweryfikować nasze CFD w tunelu aerodynamicznym dla wszystkich warunków lotu, ale w przypadku dobrze zrozumiałych konfiguracji podczas rejsu wyniki często dobrze się pokrywają pod względem obliczania ogólnej wydajności. Kluczowe jest jednak zastrzeżenie „dobrze wdrożone”. Osobiście nie mam doświadczenia z SOLIDWORKS Flow Simulation, ale wygląda na to, że został zaprojektowany jako oprogramowanie CFD ogólnego przeznaczenia, więc nie ufałbym jego wynikom zbytnio w przypadku dużych, złożonych, szybkich symulacji, takich jak te wymagane do tej analizy.
W szczególności jest to kwestia turbulencji. Nie w sensie niestabilnego powietrza, które popycha samolot dookoła, ale w sensie chaotycznego przepływu po powierzchni samolotu. Tak chaotyczny, że żaden komputer na świecie nie jest w stanie dokładnie modelować ruchu przy wystarczająco krótkim czasie obliczeniowym. Zamiast tego używamy modeli turbulencji, które próbują przybliżyć to, co się dzieje, w sposób, który można szybko rozwiązać. SOLIDWORKS używa modelu k-epsilon, który jest popularny w przypadku oprogramowania ogólnego przeznaczenia, ale może nie być tutaj najlepszym wyborem. W szczególności, zauważa Wilcox,
Nawet dająca się wykazać nieadekwatność modelu [k-epsilon] do przepływów z niekorzystnym gradientem ciśnień w niewielkim stopniu zniechęciła do jego powszechnego stosowania.
Zachowam ostrożność, ponieważ na przepływy nad profilami mają duży wpływ niekorzystne gradienty ciśnień. Mogę wam powiedzieć, że Boeing dobrze wykorzystuje model turbulencji Spalart-Allmaras w połączeniu z niezależną symulacją wirów (Spalart jest pracownikiem). Ale wybór właściwej implementacji CFD dla konkretnego problemu jest złożonym procesem wymagającym dużej dozy osądu i ostrożności.
