Investigando Errores Observados durante Mediciones Verticales Basadas en UAV Utilizando Dinámica de Fluidos Computacional
Autores: Hedworth, Hayden; Page, Jeffrey; Sohl, John; Saad, Tony
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigando Errores Observados durante Mediciones Verticales Basadas en UAV Utilizando Dinámica de Fluidos Computacional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Uav
Mediciones
Estela de rotor
Simulaciones cfd
Contaminante
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son una plataforma popular para mediciones de calidad del aire. Para mediciones verticales, los VANT de ala rotativa son particularmente adecuados. Sin embargo, una preocupación importante con los VANT de ala rotativa es cómo el efecto del flujo descendente del rotor afecta la precisión de las mediciones. Las mediciones de una reciente campaña de campo mostraron discrepancias notables entre los datos de ascenso y descenso, lo que sugiere que el flujo descendente del VANT puede ser la causa. Para investigar y explicar estas discrepancias observadas, utilizamos simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) de alta fidelidad para simular un VANT durante el vuelo vertical. Usamos un trazador para modelar un contaminante gaseoso y evaluar el impacto del flujo descendente del rotor en la concentración alrededor del VANT. Nuestros resultados indican que, al medir en un gradiente, las mediciones basadas en VANT fueron un 50% mayores que la concentración esperada durante el descenso, pero fueron precisas durante el ascenso, independientemente de la ubicación del sensor. Estos resultados proporcionan una explicación para los errores encontrados durante las mediciones verticales y ofrecen información para métodos de recolección de datos precisos en estudios futuros.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son una plataforma popular para mediciones de calidad del aire. Para mediciones verticales, los VANT de ala rotativa son particularmente adecuados. Sin embargo, una preocupación importante con los VANT de ala rotativa es cómo el efecto del flujo descendente del rotor afecta la precisión de las mediciones. Las mediciones de una reciente campaña de campo mostraron discrepancias notables entre los datos de ascenso y descenso, lo que sugiere que el flujo descendente del VANT puede ser la causa. Para investigar y explicar estas discrepancias observadas, utilizamos simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) de alta fidelidad para simular un VANT durante el vuelo vertical. Usamos un trazador para modelar un contaminante gaseoso y evaluar el impacto del flujo descendente del rotor en la concentración alrededor del VANT. Nuestros resultados indican que, al medir en un gradiente, las mediciones basadas en VANT fueron un 50% mayores que la concentración esperada durante el descenso, pero fueron precisas durante el ascenso, independientemente de la ubicación del sensor. Estos resultados proporcionan una explicación para los errores encontrados durante las mediciones verticales y ofrecen información para métodos de recolección de datos precisos en estudios futuros.