INVESTIGADORES
ROCCIA Bruno Antonio
congresos y reuniones científicas
Título:
Aerodinámica no estacionaria y dinámica no lineal del vuelo de micro vehículos aéreos de alas batientes inspirados en la biología
Autor/es:
BRUNO A. ROCCIA; SERGIO PREIDIKMAN; ALEJANDRO T. BREWER; JULIO MASSA
Lugar:
Salta
Reunión:
Congreso; MECOM 2012; 2012
Resumen:
En este trabajo se presenta una herramienta de simulación numérica que permite estudiar
la aerodinámica no-estacionaria y la dinámica no-lineal asociada al vuelo natural de insectos y aves
pequeñas. El modelo aerodinámico utilizado es una versión modificada de la versión 3D del unsteady
vortex lattice method (UVLM), una generalización del conocido vortex lattice method, ampliamente
utilizado en flujos incompresibles y estacionarios. La dinámica asociada al insecto se modela mediante
un modelo estructural multicuerpo hibrido del insecto completo (cabeza, tórax, abdomen y alas). El desarrollo
del modelo está basado en la formulación de Lagrange con coordenadas generalizadas redundantes,
una técnica ampliamente utilizada en el estudio de la dinámica de sistemas multicuerpo con restricciones.
Para lograr generalidad y versatilidad en la herramienta desarrollada, se modificó un modelo cinemático
desarrollado previamente por los autores de este trabajo para incluir diferentes patrones de deformación
sobre el ala (torsión, flexión y ambos efectos combinados). En esta primera etapa se considera que la
cabeza, el tórax y el abdomen del insecto no tienen movimiento relativo entre sí, y que las alas tienen un
movimiento prescripto respecto del cuerpo del insecto (cinemáticamente conducidas). Las ecuaciones de
restricción son incluidas en la formulación de las ecuaciones de movimiento utilizando multiplicadores
de Lagrange. Las ecuaciones de movimiento obtenidas mediante este enfoque son del tipo diferencialesalgebraicas
(DAEs) de índice 3, las cuales son transformadas en un sistema de ecuaciones diferenciales
ordinarias (ODEs) derivando dos veces las ecuaciones de restricción respecto del tiempo. La integración
de todas las ecuaciones gobernantes resultantes se realiza en forma numérica, simultánea e interactiva
en el dominio del tiempo mediante un esquema de integración que acopla un método predictor corrector
de cuarto orden, el método modificado de Hamming, con un procedimiento de estabilización para las
ecuaciones de movimiento resultantes. Al final del trabajo, se presentan resultados numéricos de casos
simples que tienen por finalidad testear la validez y las limitaciones del modelo dinámico desarrollado y
cuantificar levemente el desempeño del esquema de integración y estabilización propuesto.