Estudio Analítico sobre el Rendimiento de Elevación de un Ala Bat-Inspirada Plegable con Batido: Efecto de la Disposición de las Alas
Autores: Bie, Dawei; Li, Daochun; Li, Huadong; Kan, Zi; Tu, Zhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Analítico sobre el Rendimiento de Elevación de un Ala Bat-Inspirada Plegable con Batido: Efecto de la Disposición de las Alas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tres dimensiones
Dinámica de fluidos computacional
Variables de disposición de alas
Característica de sustentación
Mecanismo de batido
Proporción de ala interna/externa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, utilizamos una simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) en tres dimensiones para comprender cómo las dos variables de disposición de alas, es decir, la proporción de ala interna/externa y el ángulo de dihedral en el medio del recorrido, afectan la característica de sustentación de un ala plegable inspirada en murciélagos. El mecanismo de batido empleado se basa en trabajos anteriores. En este estudio, los parámetros estructurales del mecanismo de batido permanecen sin cambios en todas las simulaciones. Basado en los resultados de CFD, se puede encontrar la tendencia y el punto de trabajo respecto a la generación máxima de sustentación al cambiar ambas variables. Como resultado, al modificar la proporción de ala interna/externa sin cambiar la forma y el área total del ala, la máxima sustentación promedio en el tiempo aparece en el caso de que el ala interna ocupe la mitad del semiespacio. Además, al cambiar el dihedral, se obtuvo la máxima sustentación promedio en el tiempo cuando el dihedral del ala interna era igual a cero. Para discutir la variación de sustentación del ala plegable, se proporcionaron la distribución de presión y la vorticidad del campo de flujo en ciertos puntos temporales correspondientes a las curvas de sustentación instantáneas. Las conclusiones de esta investigación pueden ayudar a entender la disposición de las alas de aves y murciélagos derivadas de la selección natural, y también apoyar el diseño futuro de vehículos aéreos micro-plegables.
Descripción
En este trabajo, utilizamos una simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) en tres dimensiones para comprender cómo las dos variables de disposición de alas, es decir, la proporción de ala interna/externa y el ángulo de dihedral en el medio del recorrido, afectan la característica de sustentación de un ala plegable inspirada en murciélagos. El mecanismo de batido empleado se basa en trabajos anteriores. En este estudio, los parámetros estructurales del mecanismo de batido permanecen sin cambios en todas las simulaciones. Basado en los resultados de CFD, se puede encontrar la tendencia y el punto de trabajo respecto a la generación máxima de sustentación al cambiar ambas variables. Como resultado, al modificar la proporción de ala interna/externa sin cambiar la forma y el área total del ala, la máxima sustentación promedio en el tiempo aparece en el caso de que el ala interna ocupe la mitad del semiespacio. Además, al cambiar el dihedral, se obtuvo la máxima sustentación promedio en el tiempo cuando el dihedral del ala interna era igual a cero. Para discutir la variación de sustentación del ala plegable, se proporcionaron la distribución de presión y la vorticidad del campo de flujo en ciertos puntos temporales correspondientes a las curvas de sustentación instantáneas. Las conclusiones de esta investigación pueden ayudar a entender la disposición de las alas de aves y murciélagos derivadas de la selección natural, y también apoyar el diseño futuro de vehículos aéreos micro-plegables.