Análisis aeroelástico numérico de un ala de alto aspecto considerando la flexibilidad de la piel
Autores: Yang, Zhao; Li, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis aeroelástico numérico de un ala de alto aspecto considerando la flexibilidad de la piel
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aeroelástico
Ala
Acoplamiento fluido-estructural
Coeficientes aerodinámicos
Transición laminar
Característica de pérdida
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
La deformación aeroelástica del ala de alto aspecto de un UAV alimentado por energía solar conducirá definitivamente a la diferencia en su rendimiento entre el diseño y el vuelo real. En el presente estudio, se realiza un análisis numérico de acoplamiento fluido-estructural de un ala con flexibilidad en la piel mediante un enfoque de partición acoplada de manera laxa. Se establece un marco de acoplamiento bidireccional combinando un código de dinámica de fluidos computacional (CFD) desarrollado internamente con un solucionador de análisis de dinámica estructural computacional (CSD) y se integra una estrategia de acoplamiento adaptativa en el tiempo para mejorar la estabilidad y eficiencia computacional del proceso. Con el método propuesto, se simulan las interacciones fluido-estructura entre el ala y el fluido, y se comparan los resultados entre el ala deformada y su contraparte rígida en cuanto a los coeficientes aerodinámicos, la ubicación de transición y las estructuras de flujo a grandes ángulos de ataque. Se puede observar que después de la deformación, la transición laminar en la superficie superior se activa antes a pequeños ángulos de ataque y la característica de pérdida empeora. La diferencia calculada en el rendimiento aerodinámico entre el ala deformada y el ala rígida diseñada puede ayudar a los diseñadores a comprender mejor el rendimiento real del ala en la etapa preliminar del diseño.
Descripción
La deformación aeroelástica del ala de alto aspecto de un UAV alimentado por energía solar conducirá definitivamente a la diferencia en su rendimiento entre el diseño y el vuelo real. En el presente estudio, se realiza un análisis numérico de acoplamiento fluido-estructural de un ala con flexibilidad en la piel mediante un enfoque de partición acoplada de manera laxa. Se establece un marco de acoplamiento bidireccional combinando un código de dinámica de fluidos computacional (CFD) desarrollado internamente con un solucionador de análisis de dinámica estructural computacional (CSD) y se integra una estrategia de acoplamiento adaptativa en el tiempo para mejorar la estabilidad y eficiencia computacional del proceso. Con el método propuesto, se simulan las interacciones fluido-estructura entre el ala y el fluido, y se comparan los resultados entre el ala deformada y su contraparte rígida en cuanto a los coeficientes aerodinámicos, la ubicación de transición y las estructuras de flujo a grandes ángulos de ataque. Se puede observar que después de la deformación, la transición laminar en la superficie superior se activa antes a pequeños ángulos de ataque y la característica de pérdida empeora. La diferencia calculada en el rendimiento aerodinámico entre el ala deformada y el ala rígida diseñada puede ayudar a los diseñadores a comprender mejor el rendimiento real del ala en la etapa preliminar del diseño.