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Optimización y Análisis de Alas Utilizando Análisis de Sensibilidad Global y Diseño Generativo

Autores: Rouco, Pablo; Orgeira-Crespo, Pedro; Rey González, Guillermo David; Aguado-Agelet, Fernando

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Optimización y Análisis de Alas Utilizando Análisis de Sensibilidad Global y Diseño Generativo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Investigación
Diseño de perfiles alares
Eficiencia aerodinámica
Reducción de resistencia
Optimización
UAVs

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Esta investigación investiga la optimización del diseño de perfiles aerodinámicos para drones de ala fija, con el objetivo de mejorar la eficiencia aerodinámica y reducir la resistencia. La investigación emplea métodos de parametrización de superficies CST de Kulfan y Bézier combinados con análisis de sensibilidad global (GSA) y técnicas de aprendizaje automático para mejorar el rendimiento del perfil aerodinámico en diversas condiciones operativas. Se utiliza la optimización por enjambre de partículas (PSO) para optimizar el diseño del perfil aerodinámico, minimizando la resistencia en condiciones de crucero y ascenso, asegurando al mismo tiempo la sustentación durante el despegue. Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD), utilizando principalmente XFOIL, validan el rendimiento aerodinámico de los perfiles optimizados. Este estudio también explora el enfoque de diseño generativo utilizando una red neuronal entrenada en 10 millones de simulaciones de perfiles aerodinámicos para predecir la geometría del perfil en función de los criterios de rendimiento deseados. Los resultados muestran importantes mejoras en la reducción de la resistencia, especialmente durante las fases de crucero y ascenso a baja velocidad, contribuyendo a una mayor resistencia y eficiencia de vuelo. Estos resultados pueden ser utilizados para vehículos aéreos no tripulados (UAV) pequeños en aplicaciones del mundo real para desarrollar UAVs de mejor rendimiento bajo restricciones específicas de misión.

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