Predicción numérica de la aerodinámica no estacionaria de un vehículo aéreo no tripulado con ventilador ductado en posición de suspensión
Autores: Cai, Hongming; Zhang, Zhuoran; Deng, Shuanghou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Predicción numérica de la aerodinámica no estacionaria de un vehículo aéreo no tripulado con ventilador ductado en posición de suspensión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ventilador ductado
UAVs
Hélice
Conducto
Características aerodinámicas
Simulación CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, los vehículos aéreos no tripulados (UAV) con ventiladores ductados han atraído considerable atención debido a su potencial para aplicaciones tanto en misiones civiles como militares. En comparación con los hélices libres, la presencia del ducto puede, en principio, disminuir la contracción del flujo después de la hélice, y ofrece el potencial de volar de manera eficiente con alta seguridad, estructura compacta y bajo ruido. En el presente estudio, se diseña un UAV con ventilador ductado utilizando el código de código abierto OpenProp. Se establece y valida un modelo de simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando la técnica de malla deslizante como una herramienta confiable para flujos altamente vórtices mediante un experimento de empuje de hélice. Se evalúa en detalle el efecto del ducto, la velocidad de revolución y la distancia entre hélices en las características aerodinámicas del UAV con ventilador ductado. Los resultados muestran que las hélices coaxiales superiores e inferiores no ductadas generan un 3.8% y un 4.3% más de empuje que las hélices simples no ductadas, respectivamente, y las hélices superiores e inferiores no ductadas generan un 55.9% y un 34.9% más de empuje que las hélices ductadas, respectivamente. El UAV con ventilador ductado genera un 5.7% más de empuje y consume un 39.1% menos de potencia que las hélices coaxiales no ductadas. El empuje del UAV con ventilador ductado aumenta primero y luego sigue con una tendencia a la disminución a medida que aumenta la distancia entre hélices.
Descripción
Recientemente, los vehículos aéreos no tripulados (UAV) con ventiladores ductados han atraído considerable atención debido a su potencial para aplicaciones tanto en misiones civiles como militares. En comparación con los hélices libres, la presencia del ducto puede, en principio, disminuir la contracción del flujo después de la hélice, y ofrece el potencial de volar de manera eficiente con alta seguridad, estructura compacta y bajo ruido. En el presente estudio, se diseña un UAV con ventilador ductado utilizando el código de código abierto OpenProp. Se establece y valida un modelo de simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando la técnica de malla deslizante como una herramienta confiable para flujos altamente vórtices mediante un experimento de empuje de hélice. Se evalúa en detalle el efecto del ducto, la velocidad de revolución y la distancia entre hélices en las características aerodinámicas del UAV con ventilador ductado. Los resultados muestran que las hélices coaxiales superiores e inferiores no ductadas generan un 3.8% y un 4.3% más de empuje que las hélices simples no ductadas, respectivamente, y las hélices superiores e inferiores no ductadas generan un 55.9% y un 34.9% más de empuje que las hélices ductadas, respectivamente. El UAV con ventilador ductado genera un 5.7% más de empuje y consume un 39.1% menos de potencia que las hélices coaxiales no ductadas. El empuje del UAV con ventilador ductado aumenta primero y luego sigue con una tendencia a la disminución a medida que aumenta la distancia entre hélices.