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Un método de cálculo en el dominio del tiempo para la aerodinámica de ráfagas en simulación de vuelo

Autores: Yang, Zexuan; Yang, Chao; Wen, Daxin; Zhou, Wenbo; Wu, Zhigang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un método de cálculo en el dominio del tiempo para la aerodinámica de ráfagas en simulación de vuelo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Rafagas
Aeronaves
Simulaciones de vuelo
Dominio del tiempo
Fuerza aerodinámica
Método de ajuste de tiras

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las ráfagas tienen un impacto significativo en las aeronaves y deben ser analizadas a través de simulaciones de vuelo. La solución para las fuerzas aerodinámicas de ráfagas en el dominio del tiempo se presenta como una etapa crucial en este proceso. Con la creciente demanda de simulaciones de vuelo en entornos con ráfagas, los métodos tradicionales relacionados con la aerodinámica de ráfagas no pueden dejar de equilibrar la precisión computacional y la eficiencia. Se necesita un método que pueda calcular rápida y precisamente la fuerza aerodinámica de ráfagas en el dominio del tiempo. Este estudio propone el método de tiras de ajuste, un método de solución de fuerzas aerodinámicas de ráfagas que es adecuado para simulaciones de vuelo en tiempo real. Solo requiere la información de ráfagas actual y anterior para calcular la fuerza aerodinámica y es adecuado para diferentes configuraciones de aeronaves y diferentes tipos de ráfagas. En primer lugar, el método de tiras de ajuste requiere la división de tiras de ajuste y el cálculo de la fuerza aerodinámica bajo condiciones de calibración. En este estudio, se utilizan el método de doble red y la dinámica de fluidos computacional para calcular la fuerza aerodinámica de las tiras. Luego, se obtienen los coeficientes de amplitud y los coeficientes de retardo temporal a través de un cálculo de ajuste. Finalmente, los coeficientes y la información de ráfagas se introducen en la fórmula para calcular la fuerza aerodinámica de ráfagas. Se utiliza un ejemplo de un ala barrida para la validación, demostrando la congruencia entre los resultados computacionales y los datos experimentales a velocidades subsónicas y transónicas, lo que prueba la precisión del método de tiras de ajuste tanto en ráfagas discretas como continuas. En comparación con otros métodos, el método de tiras de ajuste utiliza el tiempo más corto. Además, los resultados de un cálculo para aeronaves de diseño normal muestran que este método evita las deficiencias del método de aproximación de funciones racionales y es más preciso que el método de agrupamiento de ráfagas. Concurrentemente, se realizaron cálculos de fuerzas aerodinámicas de ráfagas en aeronaves con grandes relaciones de aspecto y se utilizaron en una simulación de vuelo en tiempo real.

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