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Simulación Numérica y Análisis del Movimiento de Deriva de Gotas bajo Diferentes Entornos de Velocidad del Viento de UAVs de Protección de Plantas de Rotor Único

Autores: Wang, Juan; Lv, Xiaoyi; Wang, Bohong; Lan, Xinguo; Yan, Yingbin; Chen, Shengde; Lan, Yubin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación Numérica y Análisis del Movimiento de Deriva de Gotas bajo Diferentes Entornos de Velocidad del Viento de UAVs de Protección de Plantas de Rotor Único


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículos aéreos no tripulados
Protección de cultivos
Deriva de deposición de gotas
UAVs de rotor único
Dinámica de fluidos computacional
Experimentos en túnel de viento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se han utilizado ampliamente en la protección de cultivos, y el mecanismo de deriva de deposición de gotas durante la pulverización con el 3WQF120-12, producido por Quanfeng Aviation, un modelo representativo de VANT de protección de cultivos de un solo rotor en China, aún requiere más investigación. Este estudio utilizó una combinación de dinámica de fluidos computacional (CFD) y experimentos en túnel de viento para analizar el patrón de deriva de deposición de gotas del VANT de protección de cultivos 3WQF120-12. Se confirmó que la modelización CFD de la boquilla era factible utilizando experimentos en túnel de viento. Se realizó un análisis de correlación de Pearson entre los valores experimentales y simulados, y los coeficientes de correlación múltiple alcanzaron más de 0.89, lo que indica una correlación robusta. En este estudio, se realizaron simulaciones CFD para simular la deriva de las gotas de pulverización del VANT bajo el campo de viento del rotor y el efecto combinado de los vientos frontales y laterales. Se simuló la deposición de gotas a diferentes alturas. Se evaluaron las condiciones de pulverización del VANT a diferentes velocidades de vuelo, magnitudes de viento lateral y alturas de pulverización. Según los resultados de la simulación CFD del VANT de protección de cultivos 3WQF120-12, la altura de vuelo recomendada es de 1-3 m, la velocidad de vuelo recomendada es inferior a 3 m/s, y la velocidad del viento ambiental recomendada está dentro de 3 m/s. Los resultados de la simulación fueron verificados por la prueba de campo, y la tendencia de los datos experimentales de campo y los resultados de la simulación CFD son cualitativamente consistentes para verificar la razonabilidad y viabilidad de los datos de la simulación. Los resultados simulados fueron similares a las curvas y al área de pulverización de los resultados de la prueba de campo a alturas de operación de 1.5 m y 3.5 m.

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