Optimización y Análisis del Diseño Aerodinámico de las Palas de Ventilador Ductado en UAVs DEP
Autores: Li, Huiling; Liu, Kun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización y Análisis del Diseño Aerodinámico de las Palas de Ventilador Ductado en UAVs DEP
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Reducción
Propulsión eléctrica distribuida
DEP
UAVs VTOL
Diseño aerodinámico
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Con el fin de reducir la dependencia de los combustibles fósiles, se ha introducido el concepto de propulsión eléctrica distribuida (DEP). En la actualidad, hay algunos estudios sobre los pequeños motores de propulsión eléctrica de los UAV VTOL (despegue y aterrizaje vertical) de DEP. De acuerdo con los requisitos de diseño de los ventiladores ductados de los UAV VTOL de DEP, se lleva a cabo el diseño aerodinámico de un ventilador ductado en este documento. Primero, se establece el modelo inicial haciendo referencia a derivaciones teóricas. Luego, se utilizan curvas de Bezier para controlar la distribución del arco medio y el grosor de los perfiles de las palas a diferentes alturas de las palas con el fin de realizar la parametrización como variables de diseño. Finalmente, se selecciona la función objetivo que puede representar el rendimiento del rotor, y se utiliza un algoritmo genético multiobjetivo para optimizar el rendimiento. Se obtienen los resultados óptimos y se analizan las características aerodinámicas. En comparación con el modelo inicial, la relación de presión total y la eficiencia isentrópica del modelo optimizado aumentan en un 5.3% y un 7.8%, alcanzando 1.20 y 90.37%, respectivamente. Mientras tanto, se mejora el rendimiento aerodinámico del modelo optimizado, lo que indica que el rendimiento del rotor se ha mejorado significativamente y que la tarea de diseño se ha completado.
Descripción
Con el fin de reducir la dependencia de los combustibles fósiles, se ha introducido el concepto de propulsión eléctrica distribuida (DEP). En la actualidad, hay algunos estudios sobre los pequeños motores de propulsión eléctrica de los UAV VTOL (despegue y aterrizaje vertical) de DEP. De acuerdo con los requisitos de diseño de los ventiladores ductados de los UAV VTOL de DEP, se lleva a cabo el diseño aerodinámico de un ventilador ductado en este documento. Primero, se establece el modelo inicial haciendo referencia a derivaciones teóricas. Luego, se utilizan curvas de Bezier para controlar la distribución del arco medio y el grosor de los perfiles de las palas a diferentes alturas de las palas con el fin de realizar la parametrización como variables de diseño. Finalmente, se selecciona la función objetivo que puede representar el rendimiento del rotor, y se utiliza un algoritmo genético multiobjetivo para optimizar el rendimiento. Se obtienen los resultados óptimos y se analizan las características aerodinámicas. En comparación con el modelo inicial, la relación de presión total y la eficiencia isentrópica del modelo optimizado aumentan en un 5.3% y un 7.8%, alcanzando 1.20 y 90.37%, respectivamente. Mientras tanto, se mejora el rendimiento aerodinámico del modelo optimizado, lo que indica que el rendimiento del rotor se ha mejorado significativamente y que la tarea de diseño se ha completado.