Estudio de la dinámica no-lineal de micro-vehículos aéreos de alas batientes mediante un modelo híbrido de cuerpos rígidos y flexibles

M. VANELLA; SERGIO PREIDIKMAN; JULIO C. MASSA

Buenos Aires

Congreso; MECOM 2005 - VIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional; 2005

AMCA - Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Se presenta el desarrollo de un modelo híbrido compuesto por un sistema cuerpo-alas que permite la representación (imitación), del estado correspondiente a distintas configuraciones (despegue, ascenso, descenso, maniobras y aterrizaje, entre otras), observadas en el vuelo de pequeñas aves e insectos. El cuerpo del micro-vehículo es modelado como un conjunto de cuerpos rígidos interconectados. Para capturar el incremento de eficiencia aerodinámica proveniente de la deformación elástica de las alas, se considera para ellas un modelo estructural flexible acoplado elástica e inercialmente con la dinámica de grandes desplazamientos y grandes rotaciones características del conjunto. Se derivan las ecuaciones de movimiento asociadas a las coordenadas generalizadas del modelo de alas batientes haciendo uso del Principio de Hamilton Extendido. Las alas flexibles se modelan como vigas de Euler-Bernoulli y se dircretizan las variables continuas mediante el Método de Elementos Finitos. El presente trabajo forma parte de un esfuerzo mucho mayor que se está llevando a cabo en la Universidad de Maryland en College Park, USA. El objetivo general del proyecto es estudiar como sistemas físicos, espaciales y temporalmente distribuidos, pueden ser integrados con datos de biología experimental y con computación de alta performance para lograr diseños eficientes.