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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

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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


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.

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