Exploración Aerodinámica en un Perfil Alar Rugoso Basada en Plumas Superpuestas de una Estructura de Alas Rápidas
Autores: Huang, Wei; Zhang, Qing; Xu, Jinsheng; Wang, Jindong; Zheng, Jian; Chen, Xiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Exploración Aerodinámica en un Perfil Alar Rugoso Basada en Plumas Superpuestas de una Estructura de Alas Rápidas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Investigar
Mecanismo de flujo
Perfiles aerodinámicos rugosos
Eficiencia aerodinámica
ángulos de ataque
Número de Reynolds
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Para investigar el mecanismo de flujo de perfiles aerodinámicos rugosos similares a plumas basados en alas rápidas, se emplearon simulaciones computacionales para explorar sus características aerodinámicas generales en comparación con perfiles aerodinámicos lisos equivalentes. El estudio se centró en ángulos de ataque que van de 0 grados a 20 grados a bajos números de Reynolds. Los resultados revelan que el perfil aerodinámico rugoso exhibe mayor sustentación y menor resistencia en comparación con el perfil aerodinámico liso en ángulos de ataque moderados que van de 6 grados a 10 grados, lo que resulta en una eficiencia aerodinámica significativamente mejorada. Notablemente, a un ángulo de ataque de 8 grados, la eficiencia aerodinámica aumenta en un 19%. Sin embargo, a ángulos de ataque menores de 6 grados, el aumento en la resistencia supera el aumento en la sustentación, lo que lleva a una menor eficiencia aerodinámica para el perfil aerodinámico rugoso. Por el contrario, cuando el ángulo de ataque supera los 16 grados, ambos perfiles experimentan campos de flujo dominados por flujo separado, resultando en formas aerodinámicas efectivas comparables y eficiencias aerodinámicas similares. Además, el estudio encontró que aumentar el número de Reynolds resulta en mayores diferencias de presión en el campo de flujo, lo que lleva a una mayor eficiencia aerodinámica. Estas conclusiones preliminares son valiosas para elucidar los mecanismos de vuelo de alas similares a plumas de aves y pueden informar el diseño o el diseño morfogenético de vehículos aéreos micro inspirados en la biología en un futuro cercano.
Descripción
Para investigar el mecanismo de flujo de perfiles aerodinámicos rugosos similares a plumas basados en alas rápidas, se emplearon simulaciones computacionales para explorar sus características aerodinámicas generales en comparación con perfiles aerodinámicos lisos equivalentes. El estudio se centró en ángulos de ataque que van de 0 grados a 20 grados a bajos números de Reynolds. Los resultados revelan que el perfil aerodinámico rugoso exhibe mayor sustentación y menor resistencia en comparación con el perfil aerodinámico liso en ángulos de ataque moderados que van de 6 grados a 10 grados, lo que resulta en una eficiencia aerodinámica significativamente mejorada. Notablemente, a un ángulo de ataque de 8 grados, la eficiencia aerodinámica aumenta en un 19%. Sin embargo, a ángulos de ataque menores de 6 grados, el aumento en la resistencia supera el aumento en la sustentación, lo que lleva a una menor eficiencia aerodinámica para el perfil aerodinámico rugoso. Por el contrario, cuando el ángulo de ataque supera los 16 grados, ambos perfiles experimentan campos de flujo dominados por flujo separado, resultando en formas aerodinámicas efectivas comparables y eficiencias aerodinámicas similares. Además, el estudio encontró que aumentar el número de Reynolds resulta en mayores diferencias de presión en el campo de flujo, lo que lleva a una mayor eficiencia aerodinámica. Estas conclusiones preliminares son valiosas para elucidar los mecanismos de vuelo de alas similares a plumas de aves y pueden informar el diseño o el diseño morfogenético de vehículos aéreos micro inspirados en la biología en un futuro cercano.