Evaluación del rendimiento aerodinámico de un eVTOL de múltiples rotores durante el aterrizaje utilizando el método de Lattice Boltzmann
Autores: Ding, Menglong; Li, Huadong; Shao, Lintao; Xuan, Jinting; Feng, Chuanyan; Yan, Xufei; Bie, Dawei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación del rendimiento aerodinámico de un eVTOL de múltiples rotores durante el aterrizaje utilizando el método de Lattice Boltzmann
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Eléctrico
Despegue y aterrizaje vertical
EVTOL
Movilidad aérea urbana
Aerodinámica de aterrizaje
Método de Boltzmann en red
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) están transformando la movilidad aérea urbana (UAM) al proporcionar un tránsito eficiente, de bajas emisiones y rápido en ciudades congestionadas. Sin embargo, garantizar aterrizajes seguros y estables sigue siendo un desafío crítico, particularmente en entornos urbanos restringidos con condiciones de viento variables. Este estudio investiga la aerodinámica de aterrizaje de un eVTOL de múltiples rotores utilizando el método de Boltzmann en red (LBM), un enfoque computacional bien adaptado a condiciones de contorno complejas y procesamiento paralelo. Este análisis examina el efecto del suelo, la velocidad de descenso y la influencia del viento cruzado en la distribución de la sustentación y la estabilidad. También se explora un escenario de aterrizaje en azotea, donde la mitad de los rotores operan sobre una azotea mientras que el resto permanece suspendido en el aire abierto. Los resultados indican que los aterrizajes en azotea introducen una distribución de sustentación asimétrica debido al viento cruzado y la circulación del flujo inducida por el techo, aumentando significativamente el momento de rodadura en comparación con los aterrizajes en el suelo. Estos hallazgos subrayan el papel de la velocidad de descenso, los vientos cruzados y la geometría de la superficie de aterrizaje en la aerodinámica de los eVTOL, particularmente el riesgo elevado de vuelco en escenarios de azotea.
Descripción
Los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) están transformando la movilidad aérea urbana (UAM) al proporcionar un tránsito eficiente, de bajas emisiones y rápido en ciudades congestionadas. Sin embargo, garantizar aterrizajes seguros y estables sigue siendo un desafío crítico, particularmente en entornos urbanos restringidos con condiciones de viento variables. Este estudio investiga la aerodinámica de aterrizaje de un eVTOL de múltiples rotores utilizando el método de Boltzmann en red (LBM), un enfoque computacional bien adaptado a condiciones de contorno complejas y procesamiento paralelo. Este análisis examina el efecto del suelo, la velocidad de descenso y la influencia del viento cruzado en la distribución de la sustentación y la estabilidad. También se explora un escenario de aterrizaje en azotea, donde la mitad de los rotores operan sobre una azotea mientras que el resto permanece suspendido en el aire abierto. Los resultados indican que los aterrizajes en azotea introducen una distribución de sustentación asimétrica debido al viento cruzado y la circulación del flujo inducida por el techo, aumentando significativamente el momento de rodadura en comparación con los aterrizajes en el suelo. Estos hallazgos subrayan el papel de la velocidad de descenso, los vientos cruzados y la geometría de la superficie de aterrizaje en la aerodinámica de los eVTOL, particularmente el riesgo elevado de vuelco en escenarios de azotea.