Investigación sobre el flujo de aire descendente de UAV y las características de respuesta inducidas por el viento en la etapa de plántula de colza basada en simulación de dinámica de fluidos computacional
Autores: Wang, Qilong; Ren, Yilin; Wang, Haojie; Wang, Jiansong; Zhou, Guangsheng; Yang, Yang; Xie, Zhiwei; Bai, Xiaotian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre el flujo de aire descendente de UAV y las características de respuesta inducidas por el viento en la etapa de plántula de colza basada en simulación de dinámica de fluidos computacional
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados de rotor múltiple
UAVs
Colza
Respuesta inducida por el viento
Flujo de aire
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados de rotor múltiple (UAV) son cada vez más frecuentes debido a los avances tecnológicos. Durante la etapa de plántula de la colza, el flujo de aire generado por UAV, conocido como respuesta inducida por el viento, afecta el movimiento de las hojas, ligado a la velocidad y distribución del flujo de aire. Comprender la respuesta inducida por el viento ayuda en la predicción temprana de la inclinación de la colza. Determinar la distribución del flujo de aire a varias alturas de UAV es crucial para el estudio de la respuesta inducida por el viento, pero carece de orientación teórica. En este estudio, se empleó la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para analizar la distribución del flujo de aire a diferentes alturas de UAV. La simulación de acoplamiento fluido-sólido evaluó el movimiento del modelo de colza en 3D y la distribución de presión en la superficie en el flujo descendente de aire del UAV. La validación se realizó mediante experimentos de velocidad del viento. Se observó una distribución óptima uniforme del flujo de aire a una altura de UAV de 2 m, con un coeficiente de variación de la velocidad del viento de 0,258. La simulación mostró un desplazamiento vertical mayor que horizontal de las hojas, con el módulo elástico afectando inversamente el desplazamiento y el área de la hoja directamente. Las discrepancias dentro del 10,5% en el rango de altura de 0,5-0,8 m por encima del dosel de colza validaron la precisión de la simulación. Este estudio guía la selección de la altura del UAV, la determinación de los puntos de las hojas y la identificación de parámetros de respuesta inducida por el viento para la investigación de la respuesta inducida por el viento en la etapa de plántula de la colza.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados de rotor múltiple (UAV) son cada vez más frecuentes debido a los avances tecnológicos. Durante la etapa de plántula de la colza, el flujo de aire generado por UAV, conocido como respuesta inducida por el viento, afecta el movimiento de las hojas, ligado a la velocidad y distribución del flujo de aire. Comprender la respuesta inducida por el viento ayuda en la predicción temprana de la inclinación de la colza. Determinar la distribución del flujo de aire a varias alturas de UAV es crucial para el estudio de la respuesta inducida por el viento, pero carece de orientación teórica. En este estudio, se empleó la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para analizar la distribución del flujo de aire a diferentes alturas de UAV. La simulación de acoplamiento fluido-sólido evaluó el movimiento del modelo de colza en 3D y la distribución de presión en la superficie en el flujo descendente de aire del UAV. La validación se realizó mediante experimentos de velocidad del viento. Se observó una distribución óptima uniforme del flujo de aire a una altura de UAV de 2 m, con un coeficiente de variación de la velocidad del viento de 0,258. La simulación mostró un desplazamiento vertical mayor que horizontal de las hojas, con el módulo elástico afectando inversamente el desplazamiento y el área de la hoja directamente. Las discrepancias dentro del 10,5% en el rango de altura de 0,5-0,8 m por encima del dosel de colza validaron la precisión de la simulación. Este estudio guía la selección de la altura del UAV, la determinación de los puntos de las hojas y la identificación de parámetros de respuesta inducida por el viento para la investigación de la respuesta inducida por el viento en la etapa de plántula de la colza.