Estudio de Sensibilidad Global Aeroacústica Basado en RANS y Optimización de Hélices de UAV
Autores: Klimczyk, Witold; Sieradzki, Adam
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio de Sensibilidad Global Aeroacústica Basado en RANS y Optimización de Hélices de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Hélices
Modelado
Aerodinámica
Aeroacústica
Optimización
Geometría
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Se investigó la modelización de hélices de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en una optimización aeroacústica global y multidisciplinaria. La modelización consiste en tres aspectos: geometría, aerodinámica y aeroacústica. En primer lugar, se estableció un modelo geométrico paramétrico utilizando distribuciones de cuerda, torsión y barrido a lo largo del radio, definidas por splines para garantizar suavidad. Además, se añadieron parámetros de perfil aerodinámico, incluyendo el camber máximo y su posición, así como la posición del grosor máximo. En segundo lugar, se estableció un modelo aerodinámico resuelto por geometría de palas basado en RANS estacionario. Se utilizó un modelo de turbulencia SST de dos ecuaciones para flujo compresible con condiciones de contorno periódicas. En tercer lugar, se definió un modelo aeroacústico para el cálculo de ruido tonal en el campo lejano, basado en la analogía de Ffowcs Williams y Hawkings y una solución RANS. Se realizó un análisis de sensibilidad global para establecer la importancia de las variables de diseño individuales. En consecuencia, se ideó una estrategia de optimización basada en modelización sustituta para establecer de manera eficiente el frente de Pareto de las geometrías de hélices en la optimización aeroacústica multiobjetivo.
Descripción
Se investigó la modelización de hélices de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en una optimización aeroacústica global y multidisciplinaria. La modelización consiste en tres aspectos: geometría, aerodinámica y aeroacústica. En primer lugar, se estableció un modelo geométrico paramétrico utilizando distribuciones de cuerda, torsión y barrido a lo largo del radio, definidas por splines para garantizar suavidad. Además, se añadieron parámetros de perfil aerodinámico, incluyendo el camber máximo y su posición, así como la posición del grosor máximo. En segundo lugar, se estableció un modelo aerodinámico resuelto por geometría de palas basado en RANS estacionario. Se utilizó un modelo de turbulencia SST de dos ecuaciones para flujo compresible con condiciones de contorno periódicas. En tercer lugar, se definió un modelo aeroacústico para el cálculo de ruido tonal en el campo lejano, basado en la analogía de Ffowcs Williams y Hawkings y una solución RANS. Se realizó un análisis de sensibilidad global para establecer la importancia de las variables de diseño individuales. En consecuencia, se ideó una estrategia de optimización basada en modelización sustituta para establecer de manera eficiente el frente de Pareto de las geometrías de hélices en la optimización aeroacústica multiobjetivo.