Desarrollo de simulaciones numericas del comportamiento aerodinamico de vehiculos aereos no tripulados de alas unidas y con gran envergadura

Abstract

Los vehículos aéreos no-tripulados o Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) se usan paravigilancia, reconocimiento y telecomunicaciones. Algunos conceptos noveles de UAVshan sido concebidos como una alternativa a los actuales satélites de comunicaciones Estos vehículos se caracterizan por ser muy livianos y por tener alas altamente flexiblesy de gran envergadura. Para diseñados correctamente es necesario tener unentendimiento cabal de su comportamiento aeroelástico, y ese entendimiento puedelograrse realizando simulaciones numéricas con herramientas computacionales queincorporan modelos estructurales y aerodinámicos de alta fidelidad Este trabajo de tesis de Maestría en Ciencias de la Ingeniería tiene como objetivoprincipal investigar, mediante simulaciones numéricas, el comportamientoaerodinámico inestacionario y no-lineal de UAVs con gran envergadura y con unaconfiguración no convencional de alas unidas. Para realizar las simulaciones se hadesarrollado una herramienta coinputacional robusta y fácil de configurar queincorpora un modelo aerodinámico adecuado a las características operacionales yconstructivas de UAVs de alas unidas y gran envergadura. Las características deoperación de estos vehículos a alto número de Reynolds avalan la implementacióncomputacional de un código basado en el método de red vórtices inestacionario y no-lineal (NUVLM) Los resultados de las simulaciones permiten analizar la evolución espacio-temporal del,flujo de aire alrededor del vehículo y la distribución espacio-temporal de las cargasaerodinámicas sobre la planta alar. Las cargas aerodinámicas son dependientes nosolo de las características aerodinámicas de los perfiles seleccionados para las alas delUAV, sino también, de la geometría de la planta alar del vehículo no tripulado y de lahistoria del movimiento. En este trabajo se muestra como inciden sobre el comporta-miento aerodinámico del vehículo los cambios en la geometría de la planta alar Los resultados obtenidos constituyen una etapa inicial para el desarrollo un modeloaeroservoelástico; futuras implementaciones computacionales de ese modelo, permitiránrealizar simulaciones numéricas y estudiar el comportamiento aeroservo-elástico deUAVs de alas unidas y con gran envergadura