Análisis y Evaluación de las Características de Ruido Aerodinámico de un Propulsor Toroidal
Autores: Wei, Wei; Ma, Yuanqing; Wei, Shiyi; Wang, Dongsheng; Guo, Meng; Yan, Qingdong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis y Evaluación de las Características de Ruido Aerodinámico de un Propulsor Toroidal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Hélices toroidales
Reducción de ruido
Rendimiento aerodinámico
Sistema experimental
Nivel de presión sonora
Coeficiente de sustentación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las hélices toroidales, un nuevo tipo de hélices para drones capaces de reducir significativamente el ruido, ofrecen nuevas posibilidades para plataformas de vuelo a baja altitud en el futuro. En este estudio, se estableció un modelo numérico para analizar el ruido aerodinámico de la hélice toroidal en condiciones atmosféricas normales. Se realizaron cálculos aerodinámicos para las hélices toroidales y de referencia para obtener información sobre las fuentes de ruido utilizando una simulación transitoria de grandes remolinos. Se empleó un método híbrido de aeroacústica computacional para calcular el espectro de ruido a diferentes velocidades y ubicaciones. Además, se diseñó y construyó un sistema experimental para hélices dentro de una cámara anecoica para investigar el rendimiento aerodinámico y las características de ruido a varias velocidades. Se analizó el efecto de reducción de ruido de la hélice toroidal en comparación con la hélice de referencia, teniendo en cuenta el nivel de presión sonora, el coeficiente de sustentación y el índice de mérito. Al mismo nivel de empuje, el coeficiente de sustentación de la hélice toroidal aumentó en un 187% en relación con la hélice de referencia. Los niveles de presión sonora radial y axial disminuyeron en 5.2 dB(A) y 19.6 dB(A), respectivamente. La hélice toroidal redujo significativamente el ruido mientras mejoraba el rendimiento aerodinámico. Este estudio proporciona una base teórica, métodos experimentales y apoyo de datos para los cálculos aerodinámicos y de ruido de las hélices toroidales. Tiene implicaciones de ingeniería significativas para el desarrollo de hélices de bajo ruido para drones.
Descripción
Las hélices toroidales, un nuevo tipo de hélices para drones capaces de reducir significativamente el ruido, ofrecen nuevas posibilidades para plataformas de vuelo a baja altitud en el futuro. En este estudio, se estableció un modelo numérico para analizar el ruido aerodinámico de la hélice toroidal en condiciones atmosféricas normales. Se realizaron cálculos aerodinámicos para las hélices toroidales y de referencia para obtener información sobre las fuentes de ruido utilizando una simulación transitoria de grandes remolinos. Se empleó un método híbrido de aeroacústica computacional para calcular el espectro de ruido a diferentes velocidades y ubicaciones. Además, se diseñó y construyó un sistema experimental para hélices dentro de una cámara anecoica para investigar el rendimiento aerodinámico y las características de ruido a varias velocidades. Se analizó el efecto de reducción de ruido de la hélice toroidal en comparación con la hélice de referencia, teniendo en cuenta el nivel de presión sonora, el coeficiente de sustentación y el índice de mérito. Al mismo nivel de empuje, el coeficiente de sustentación de la hélice toroidal aumentó en un 187% en relación con la hélice de referencia. Los niveles de presión sonora radial y axial disminuyeron en 5.2 dB(A) y 19.6 dB(A), respectivamente. La hélice toroidal redujo significativamente el ruido mientras mejoraba el rendimiento aerodinámico. Este estudio proporciona una base teórica, métodos experimentales y apoyo de datos para los cálculos aerodinámicos y de ruido de las hélices toroidales. Tiene implicaciones de ingeniería significativas para el desarrollo de hélices de bajo ruido para drones.