Análisis de las características aeroelásticas estáticas de un ala de propulsión distribuida
Autores: Sun, Junlei; Zhou, Zhou; Tengis, Tserendondog; Fang, Huailiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de las características aeroelásticas estáticas de un ala de propulsión distribuida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ala de propulsión distribuida
Método de acoplamiento suelto CFD/CSD
Análisis aeroelástico estático
Modelo estructural de elementos finitos
Intercambio de datos aerodinámicos y estructurales
Perfil equivalente
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Se estudiaron las características aeroelásticas estáticas del ala de propulsión distribuida (DPW) utilizando el método de acoplamiento suelto CFD/CSD en este estudio. Se utilizó el método de fuente de momento de la ecuación de Navier-Stokes promediada por Reynolds, basado en la solución del modelo de turbulencia k- SST, como módulo de solución CFD. Las superficies superior e inferior del DPW se establecieron utilizando el método de función base B-spline cúbica, y las superficies de entrada y salida se establecieron utilizando la curva de Bezier de cuarto orden. Finalmente, se estableció un modelo paramétrico tridimensional del DPW. Se estableció un modelo estructural de elementos finitos del DPW, se escribió un programa de método de matriz multipunto basado en la función base radial tridimensional (RBF) como módulo de intercambio de datos para realizar el intercambio de datos aerodinámicos y estructurales del proceso de análisis aeroelástico estático del DPW, y, finalmente, se logró un análisis aeroelástico del DPW. Los resultados muestran que la tasa de convergencia del método de acoplamiento suelto CFD/CSD es rápida, y la deformación aeroelástica estática estructural se manifiesta principalmente como deformación por flexión y deformación por torsión positiva, que son fenómenos aeroelásticos estáticos típicos del ala recta. Bajo la influencia de la deformación aeroelástica estática, el aumento en las características de sustentación del DPW se debe principalmente a la región de estela de la superficie inferior y la región no de estela de las superficies superior e inferior. Mientras tanto, el aumento en su momento de cabeceo hacia arriba y el aumento en el margen de estabilidad estática longitudinal pueden tener un impacto en la estabilidad longitudinal del UAV. Para cumplir con los requisitos de aplicaciones de ingeniería, se desarrolló un método de simulación rápida de perfil equivalente, que puede aplicarse a software comercial para análisis, y se verificó la efectividad del método mediante comparación con el método de acoplamiento suelto CFD/CSD. Sobre esta base, se estudiaron las características aeroelásticas estáticas del UAV con DPWs. Los resultados de la investigación revelan las características aeroelásticas estáticas del DPW, que tienen cierta importancia para la orientación ingenieril de este tipo de aeronaves.
Descripción
Se estudiaron las características aeroelásticas estáticas del ala de propulsión distribuida (DPW) utilizando el método de acoplamiento suelto CFD/CSD en este estudio. Se utilizó el método de fuente de momento de la ecuación de Navier-Stokes promediada por Reynolds, basado en la solución del modelo de turbulencia k- SST, como módulo de solución CFD. Las superficies superior e inferior del DPW se establecieron utilizando el método de función base B-spline cúbica, y las superficies de entrada y salida se establecieron utilizando la curva de Bezier de cuarto orden. Finalmente, se estableció un modelo paramétrico tridimensional del DPW. Se estableció un modelo estructural de elementos finitos del DPW, se escribió un programa de método de matriz multipunto basado en la función base radial tridimensional (RBF) como módulo de intercambio de datos para realizar el intercambio de datos aerodinámicos y estructurales del proceso de análisis aeroelástico estático del DPW, y, finalmente, se logró un análisis aeroelástico del DPW. Los resultados muestran que la tasa de convergencia del método de acoplamiento suelto CFD/CSD es rápida, y la deformación aeroelástica estática estructural se manifiesta principalmente como deformación por flexión y deformación por torsión positiva, que son fenómenos aeroelásticos estáticos típicos del ala recta. Bajo la influencia de la deformación aeroelástica estática, el aumento en las características de sustentación del DPW se debe principalmente a la región de estela de la superficie inferior y la región no de estela de las superficies superior e inferior. Mientras tanto, el aumento en su momento de cabeceo hacia arriba y el aumento en el margen de estabilidad estática longitudinal pueden tener un impacto en la estabilidad longitudinal del UAV. Para cumplir con los requisitos de aplicaciones de ingeniería, se desarrolló un método de simulación rápida de perfil equivalente, que puede aplicarse a software comercial para análisis, y se verificó la efectividad del método mediante comparación con el método de acoplamiento suelto CFD/CSD. Sobre esta base, se estudiaron las características aeroelásticas estáticas del UAV con DPWs. Los resultados de la investigación revelan las características aeroelásticas estáticas del DPW, que tienen cierta importancia para la orientación ingenieril de este tipo de aeronaves.