Simulaciones inestacionarias de perfiles aerodinámicos rígidos y flexibles a números de Reynolds Ultrabajos

Abstract

La interacción entre un ala flexible y el fluido que la rodea es de considerable importancia en el diseño de Micro Vehículos Aéreos (MAV). El propósito de este estudio es realizar simulaciones numéricas bidimensionales con el objeto de examinar el comportamiento de los coeficientes aerodinámicos de perfiles rígidos y flexibles en flujos no estacionarios. Se consideran perfiles simétricos clásicos sometidos a dos tipos de cinemática de vuelo diferentes: heaving y flapping. Se estudia la influencia de parámetros fundamentales como los números de Reynolds y de Strouhal, las frecuencias del movimiento, la flexibilidad estructural, el factor de interacción fluido-estructura, etc. No obstante la existencia, en líneas generales, de cierta semejanza de flujo entre los perfiles rígidos y flexibles, se observa que la flexibilidad estructural tiene un impacto significativo en la generación de la propulsión aerodinámica y su eficiencia. Las simulaciones de este estudio requieren soluciones numéricas de las ecuaciones de conservación para flujos laminares incompresibles a las cuales se acoplan algoritmos iterativos aplicables al estudio de la interacción fluido-estructura.