El efecto de la rigidez torsional y de flexión en el rendimiento aerodinámico de alas que aletean
Autores: Qi, Ming; Zhu, Wenguo; Li, Shu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
El efecto de la rigidez torsional y de flexión en el rendimiento aerodinámico de alas que aletean
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Gran aeronave con alas que aletean como las de un ave
Problema de acoplamiento fluido-estructura
Deformación torsional
Empuje
Eficiencia de propulsión
Deformación por flexión
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Para los grandes aviones con alas que aletean, el problema del acoplamiento fluido-estructura es muy importante. A través de la deformación torsional pasiva del ala, se genera un empuje suficiente y se asegura la eficiencia de propulsión. Además, la deformación de flexión a lo largo de la envergadura afectará la sustentación y el empuje. El campo de flujo en la superficie del ala y la no linealidad geométrica causada por la gran deformación del ala deben ser considerados durante el proceso de diseño. Los métodos de investigación existentes no resuelven este problema de manera precisa y eficiente. Este artículo proporciona un método para analizar el problema de acoplamiento fluido-estructura del ala que aletea, que adopta el método de panel tridimensional no estacionario para resolver la fuerza aerodinámica, y utiliza el modelo de elemento de viga lineal combinado con el método de formulación corrotacional para considerar la deformación no lineal geométrica de la viga del ala. Este artículo compara el rendimiento del ala que aletea con diferentes rigideces torsionales y de flexión, y analiza los coeficientes de presión de la superficie del perfil aerodinámico en diferentes partes del ala durante el período. Los resultados muestran que la rigidez torsional tiene una gran influencia en el coeficiente de sustentación, el coeficiente de empuje y la eficiencia de propulsión. Mientras tanto, la rigidez torsional de la viga del ala y el ángulo de torsión geométrica inicial del ala deben estar bien coordinados para lograr alta eficiencia. Además, una rigidez de flexión adecuada del ala es favorable para mejorar la eficiencia de propulsión.
Descripción
Para los grandes aviones con alas que aletean, el problema del acoplamiento fluido-estructura es muy importante. A través de la deformación torsional pasiva del ala, se genera un empuje suficiente y se asegura la eficiencia de propulsión. Además, la deformación de flexión a lo largo de la envergadura afectará la sustentación y el empuje. El campo de flujo en la superficie del ala y la no linealidad geométrica causada por la gran deformación del ala deben ser considerados durante el proceso de diseño. Los métodos de investigación existentes no resuelven este problema de manera precisa y eficiente. Este artículo proporciona un método para analizar el problema de acoplamiento fluido-estructura del ala que aletea, que adopta el método de panel tridimensional no estacionario para resolver la fuerza aerodinámica, y utiliza el modelo de elemento de viga lineal combinado con el método de formulación corrotacional para considerar la deformación no lineal geométrica de la viga del ala. Este artículo compara el rendimiento del ala que aletea con diferentes rigideces torsionales y de flexión, y analiza los coeficientes de presión de la superficie del perfil aerodinámico en diferentes partes del ala durante el período. Los resultados muestran que la rigidez torsional tiene una gran influencia en el coeficiente de sustentación, el coeficiente de empuje y la eficiencia de propulsión. Mientras tanto, la rigidez torsional de la viga del ala y el ángulo de torsión geométrica inicial del ala deben estar bien coordinados para lograr alta eficiencia. Además, una rigidez de flexión adecuada del ala es favorable para mejorar la eficiencia de propulsión.