Optimización del Coeficiente de Elevación de Alas Usando Algoritmo Genético y Parametrización IGP: Volumen 1
Autores: Tejeda-del-Cueto, María Elena; Flores-Alfaro, Manuel Alberto; Toledo-Velázquez, Miguel; Santos-Cortes, Lorena del Carmen; Hernández-Hernández, José; Vigueras-Zúñiga, Marco Osvaldo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización del Coeficiente de Elevación de Alas Usando Algoritmo Genético y Parametrización IGP: Volumen 1
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Algoritmo genético
Coeficiente de sustentación
Perfiles aerodinámicos
Parametrización IGP
UAVs
Análisis aerodinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este estudio es desarrollar un algoritmo genético que utilice la parametrización IGP para aumentar el coeficiente de sustentación (C) de tres perfiles aerodinámicos que se utilizarán en alas de vehículos aéreos no tripulados (VANT). La geometría de tres perfiles aerodinámicos de referencia fue modificada mediante el desarrollo de un algoritmo genético que opera con la parametrización IGP y realiza el análisis aerodinámico utilizando XFOIL en el entorno de MATLAB. Posteriormente, se realizó un modelo numérico para cada perfil aerodinámico de referencia y optimizado utilizando un código comercial de dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar el comportamiento del coeficiente de sustentación. Se obtuvo un aumento en el C promedio para los perfiles aerodinámicos Eppler 68, MH 70 y Wortmann FX 60-126 para ángulos de ataque que varían de 0 a 10, obteniendo incrementos del 17.243%, 14.967% y 10.708%, respectivamente. Además, se obtuvo una incertidumbre promedio del 5.027% en los cálculos del coeficiente de sustentación entre XFOIL y CFD. Se demostró la utilidad del método IGP y de los algoritmos genéticos para parametrizar y optimizar perfiles aerodinámicos. Además, los perfiles aerodinámicos podrían adaptarse a un VANT específico dependiendo del perfil de misión. El volumen 2 de este estudio incluirá datos experimentales de túnel de viento.
Descripción
El objetivo de este estudio es desarrollar un algoritmo genético que utilice la parametrización IGP para aumentar el coeficiente de sustentación (C) de tres perfiles aerodinámicos que se utilizarán en alas de vehículos aéreos no tripulados (VANT). La geometría de tres perfiles aerodinámicos de referencia fue modificada mediante el desarrollo de un algoritmo genético que opera con la parametrización IGP y realiza el análisis aerodinámico utilizando XFOIL en el entorno de MATLAB. Posteriormente, se realizó un modelo numérico para cada perfil aerodinámico de referencia y optimizado utilizando un código comercial de dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar el comportamiento del coeficiente de sustentación. Se obtuvo un aumento en el C promedio para los perfiles aerodinámicos Eppler 68, MH 70 y Wortmann FX 60-126 para ángulos de ataque que varían de 0 a 10, obteniendo incrementos del 17.243%, 14.967% y 10.708%, respectivamente. Además, se obtuvo una incertidumbre promedio del 5.027% en los cálculos del coeficiente de sustentación entre XFOIL y CFD. Se demostró la utilidad del método IGP y de los algoritmos genéticos para parametrizar y optimizar perfiles aerodinámicos. Además, los perfiles aerodinámicos podrían adaptarse a un VANT específico dependiendo del perfil de misión. El volumen 2 de este estudio incluirá datos experimentales de túnel de viento.