Efectos de la torsión de las palas en el rendimiento aerodinámico y la reducción de ruido en un propulsor multirotor
Autores: Sun, Jianwei; Yonezawa, Koichi; Tanabe, Yasutada; Sugawara, Hideaki; Liu, Hao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efectos de la torsión de las palas en el rendimiento aerodinámico y la reducción de ruido en un propulsor multirotor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Hélices
Rendimiento aerodinámico
Firma acústica
ángulo de torsión de la pala
Simulaciones CFD
Reducción de ruido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un estudio integrado novedoso sobre el rendimiento aerodinámico y la firma acústica de los hélices multirrotor con un enfoque específico en el efecto del ángulo de torsión de las palas. Se utilizaron mediciones experimentales y simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para examinar y comparar el rendimiento aerodinámico y la reducción de ruido entre palas torcidas y no torcidas. Se empleó una velocimetría de imágenes de partículas (PIV) en fase bloqueada 2D para visualizar las estructuras de flujo en ubicaciones específicas de las palas en términos de vórtices de punta y vórtices de borde de salida. Se observó una buena consistencia entre las simulaciones y las mediciones en el rendimiento aerodinámico y acústico. Se verifica que las hélices con palas torcidas permiten un aumento máximo del 9.3% en el índice de mérito en comparación con las palas no torcidas, mientras logran la misma producción de empuje y son capaces de reducir el nivel de presión sonora total en un máximo de 4.3 dB. Los resultados de CFD revelan que la hélice torcida reduce notablemente el ruido de carga en el campo lejano al suprimir los vórtices de borde de salida, mitigando así la fluctuación de energía cinética en la punta de la pala, mientras tiene un impacto mínimo en el ruido de grosor. Este estudio señala el papel crucial de las torsiones de las palas en la alteración de las características aeroacústicas, indicando que los diseños óptimos podrían llevar a mejoras significativas tanto en el rendimiento aerodinámico como acústico.
Descripción
Este documento presenta un estudio integrado novedoso sobre el rendimiento aerodinámico y la firma acústica de los hélices multirrotor con un enfoque específico en el efecto del ángulo de torsión de las palas. Se utilizaron mediciones experimentales y simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para examinar y comparar el rendimiento aerodinámico y la reducción de ruido entre palas torcidas y no torcidas. Se empleó una velocimetría de imágenes de partículas (PIV) en fase bloqueada 2D para visualizar las estructuras de flujo en ubicaciones específicas de las palas en términos de vórtices de punta y vórtices de borde de salida. Se observó una buena consistencia entre las simulaciones y las mediciones en el rendimiento aerodinámico y acústico. Se verifica que las hélices con palas torcidas permiten un aumento máximo del 9.3% en el índice de mérito en comparación con las palas no torcidas, mientras logran la misma producción de empuje y son capaces de reducir el nivel de presión sonora total en un máximo de 4.3 dB. Los resultados de CFD revelan que la hélice torcida reduce notablemente el ruido de carga en el campo lejano al suprimir los vórtices de borde de salida, mitigando así la fluctuación de energía cinética en la punta de la pala, mientras tiene un impacto mínimo en el ruido de grosor. Este estudio señala el papel crucial de las torsiones de las palas en la alteración de las características aeroacústicas, indicando que los diseños óptimos podrían llevar a mejoras significativas tanto en el rendimiento aerodinámico como acústico.