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Efecto del Diseño y la Rotación en el Rendimiento Aerodinámico de Propulsores Ductados de Múltiples Rotores

Autores: Li, Zeyu; Wu, Jianghao; Zhang, Pengyu; Wang, Lin; Chen, Long; Zou, Zhengping; Lin, Haiying

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Efecto del Diseño y la Rotación en el Rendimiento Aerodinámico de Propulsores Ductados de Múltiples Rotores


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Propulsores ductados de múltiples rotores
Características aerodinámicas
Parámetros de diseño
Velocidad del flujo de aire
Empuje
Eficiencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los propulsores ducted de múltiples rotores, que integran las características de alta eficiencia de los propulsores ducted con la flexibilidad de diseño y las ventajas de seguridad de la propulsión distribuida, se utilizan ampliamente en los sistemas de propulsión de sistemas de transporte a baja altitud y vehículos aéreos no tripulados de gran escala. Este estudio investiga numéricamente los efectos de la distancia en el sentido de la envergadura, la distancia en el sentido del flujo, la consistencia rotacional y la diferencia de fase rotacional en las características aerodinámicas no estacionarias de los propulsores ducted de múltiples rotores en condiciones de vuelo en suspensión. Se desarrolló un modelo de cálculo numérico parametrizado y un método de Análisis de Varianza de Transformación de Rango Alineado (ART-ANOVA) adecuado para conjuntos de datos pequeños que exhiben patrones regulares. Inicialmente, las simulaciones numéricas investigaron el rendimiento aerodinámico de modelos de propulsores ducted de múltiples rotores con diferentes parámetros de diseño. Los coeficientes aerodinámicos de los propulsores disminuyen monótonamente a medida que aumenta el espaciado del diseño; sin embargo, las tendencias de cambio difieren. La interferencia aerodinámica reduce la velocidad del flujo de aire e influye en la distribución de las zonas de alta presión, impactando, en consecuencia, el empuje y la eficiencia. Posteriormente, este documento examinó los efectos acoplados de dos características rotacionales. La relación entre el rendimiento aerodinámico del propulsor y la diferencia de fase rotacional exhibe características distintas de funciones trigonométricas. La presencia del ducto mitiga la interferencia mutua entre las palas, alterando así la amplitud y la fase de estas características. Finalmente, se empleó un método ART-ANOVA para cuantificar los efectos principales e interactivos, revelando que la consistencia rotacional tiene una influencia dominante en todos los aspectos del rendimiento aerodinámico. Las ideas sobre el rendimiento aerodinámico son cruciales para avanzar en los sistemas de transporte a baja altitud que utilizan sistemas de propulsión con propulsores ducted.

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