Modelado y Pruebas Virtuales del Propulsor Coaxial de Una Sola Hélice y de Hélices Contra-Rrotativas
Autores: Panjwani, Balram; Quinsard, Cecile; Przemysaw, Dominik Gacia; Furseth, Jostein
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado y Pruebas Virtuales del Propulsor Coaxial de Una Sola Hélice y de Hélices Contra-Rrotativas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Hélices
Selección
Modelo virtual
Medición de empuje estático
Software de código abierto
Simulaciones de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las hélices son un componente vital para lograr un funcionamiento exitoso y confiable de los drones. Sin embargo, el desarrollador de drones enfrenta muchos desafíos al seleccionar una hélice y un enfoque común es realizar mediciones de empuje estático. Sin embargo, la selección de una hélice utilizando un sistema de medición de empuje estático consume mucho tiempo. Para superar la necesidad del sistema de empuje estático, se ha desarrollado un modelo virtual para medir tanto el empuje estático como el dinámico de una hélice simple y coaxial. El modelo virtual es lo suficientemente confiable como para minimizar la necesidad de pruebas a gran escala. El modelo virtual se ha construido utilizando dos software de código abierto: Qblade y OpenFoam. Qblade se emplea para obtener los coeficientes de sustentación y resistencia de la sección del perfil aerodinámico de la hélice. OpenFoam se utiliza para realizar simulaciones de flujo de hélices y para obtener los datos de empuje y par de la hélice. El modelo virtual desarrollado se valida con datos experimentales y los datos experimentales se obtienen mediante el desarrollo de un sistema de balanza multifuerza para medir empujes y pares de una hélice simple y un par de hélices coaxiales contrarrotativas. Los datos obtenidos del modelo virtual de la hélice se comparan con los datos de medición. Para una hélice simple, el modelo virtual muestra que las fuerzas estimadas están cerca del experimento a velocidades de rotación más bajas. Para hélices coaxiales, hay algunas desviaciones en la hélice trasera debido a la turbulencia y la perturbación del flujo causadas por la hélice delantera. Sin embargo, los datos de empuje calculados siguen siendo lo suficientemente precisos como para ser utilizados en la selección de la hélice. Los estudios indican que en el futuro, estos modelos virtuales minimizarán la necesidad de pruebas experimentales.
Descripción
Las hélices son un componente vital para lograr un funcionamiento exitoso y confiable de los drones. Sin embargo, el desarrollador de drones enfrenta muchos desafíos al seleccionar una hélice y un enfoque común es realizar mediciones de empuje estático. Sin embargo, la selección de una hélice utilizando un sistema de medición de empuje estático consume mucho tiempo. Para superar la necesidad del sistema de empuje estático, se ha desarrollado un modelo virtual para medir tanto el empuje estático como el dinámico de una hélice simple y coaxial. El modelo virtual es lo suficientemente confiable como para minimizar la necesidad de pruebas a gran escala. El modelo virtual se ha construido utilizando dos software de código abierto: Qblade y OpenFoam. Qblade se emplea para obtener los coeficientes de sustentación y resistencia de la sección del perfil aerodinámico de la hélice. OpenFoam se utiliza para realizar simulaciones de flujo de hélices y para obtener los datos de empuje y par de la hélice. El modelo virtual desarrollado se valida con datos experimentales y los datos experimentales se obtienen mediante el desarrollo de un sistema de balanza multifuerza para medir empujes y pares de una hélice simple y un par de hélices coaxiales contrarrotativas. Los datos obtenidos del modelo virtual de la hélice se comparan con los datos de medición. Para una hélice simple, el modelo virtual muestra que las fuerzas estimadas están cerca del experimento a velocidades de rotación más bajas. Para hélices coaxiales, hay algunas desviaciones en la hélice trasera debido a la turbulencia y la perturbación del flujo causadas por la hélice delantera. Sin embargo, los datos de empuje calculados siguen siendo lo suficientemente precisos como para ser utilizados en la selección de la hélice. Los estudios indican que en el futuro, estos modelos virtuales minimizarán la necesidad de pruebas experimentales.