Simulaciones de Lattice de Vórtices de Flujos Adjuntos y Separados alrededor de Alas que Aletean
Autores: Lambert, Thomas; Abdul Razak, Norizham; Dimitriadis, Grigorios
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Simulaciones de Lattice de Vórtices de Flujos Adjuntos y Separados alrededor de Alas que Aletean
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vuelo aleteante
Cargas aerodinámicas
Método de red de vórtices
Técnicas de estimación de carga
Alas rectangulares
Pruebas en túnel de viento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El vuelo aleteante es un área de investigación cada vez más popular, con aplicaciones en vehículos aéreos no tripulados micro y en la biomecánica del vuelo animal. Métodos rápidos, pero precisos, para predecir las cargas aerodinámicas que actúan sobre alas aleteantes son de interés para diseñar tales aeronaves y optimizar la producción de empuje. En este trabajo, se utiliza el método de red de vórtices no estacionarios junto con tres técnicas de estimación de carga para predecir las historias de tiempo de sustentación y resistencia aerodinámica producidas por alas rectangulares aleteantes. Las aproximaciones de estimación de carga son las técnicas de Katz, Joukowski y Leishman-Beddoes simplificada. Las predicciones de las simulaciones se comparan con mediciones experimentales de pruebas en túnel de viento de un ala que aletea y oscila. Se investigan tres tipos de cinemática: con oscilación en el cabeceo, aleteo puro y oscilación en el cabeceo retrasada. Se encuentra que las pruebas con oscilación en el cabeceo pueden ser simuladas con bastante precisión utilizando ya sea los enfoques de Katz o Joukowski, ya que no ocurre separación de flujo medible. Para las pruebas de aleteo puro, las técnicas de Katz y Joukowski son precisas siempre que el ángulo de cabeceo estático sea mayor que cero. Para ángulos de cabeceo estático cero o negativos, estos métodos subestiman la amplitud de la resistencia. El enfoque de Leishman-Beddoes produce mejores amplitudes de resistencia, pero puede introducir un desplazamiento constante negativo de resistencia. Finalmente, para las pruebas de oscilación en el cabeceo retrasada, la técnica de Leishman-Beddoes es nuevamente más representativa de los resultados experimentales, siempre que la separación de flujo no sea demasiado extensa. Considerando la complejidad de los fenómenos involucrados, en la gran mayoría de los casos, la historia de tiempo de sustentación se predice con una precisión razonable. La historia de tiempo de resistencia (o empuje) es más desafiante.
Descripción
El vuelo aleteante es un área de investigación cada vez más popular, con aplicaciones en vehículos aéreos no tripulados micro y en la biomecánica del vuelo animal. Métodos rápidos, pero precisos, para predecir las cargas aerodinámicas que actúan sobre alas aleteantes son de interés para diseñar tales aeronaves y optimizar la producción de empuje. En este trabajo, se utiliza el método de red de vórtices no estacionarios junto con tres técnicas de estimación de carga para predecir las historias de tiempo de sustentación y resistencia aerodinámica producidas por alas rectangulares aleteantes. Las aproximaciones de estimación de carga son las técnicas de Katz, Joukowski y Leishman-Beddoes simplificada. Las predicciones de las simulaciones se comparan con mediciones experimentales de pruebas en túnel de viento de un ala que aletea y oscila. Se investigan tres tipos de cinemática: con oscilación en el cabeceo, aleteo puro y oscilación en el cabeceo retrasada. Se encuentra que las pruebas con oscilación en el cabeceo pueden ser simuladas con bastante precisión utilizando ya sea los enfoques de Katz o Joukowski, ya que no ocurre separación de flujo medible. Para las pruebas de aleteo puro, las técnicas de Katz y Joukowski son precisas siempre que el ángulo de cabeceo estático sea mayor que cero. Para ángulos de cabeceo estático cero o negativos, estos métodos subestiman la amplitud de la resistencia. El enfoque de Leishman-Beddoes produce mejores amplitudes de resistencia, pero puede introducir un desplazamiento constante negativo de resistencia. Finalmente, para las pruebas de oscilación en el cabeceo retrasada, la técnica de Leishman-Beddoes es nuevamente más representativa de los resultados experimentales, siempre que la separación de flujo no sea demasiado extensa. Considerando la complejidad de los fenómenos involucrados, en la gran mayoría de los casos, la historia de tiempo de sustentación se predice con una precisión razonable. La historia de tiempo de resistencia (o empuje) es más desafiante.