Una herramienta numérica para simular y analizar la cinemática de alas batientes

BRUNO A. ROCCIA; S. PREIDIKMAN; J. C. MASSA

Isla de Margarita, Venezuela

Congreso; CIMENICS 2008 - IX Congreso Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería y Ciencias Aplicadas; 2008

Sociedad Venezolana de Métodos Numéricos en Ingenieria (SVMNI)

En los últimos años, a medida que la brecha entre el rendimiento de las estructuras biológicas y sus análogos mecánicos se fue acortando, los ingenieros y científicos se han sentido altamente motivados a buscar y adoptar conceptos de diseño extraídos de la naturaleza, la cual provee innumerables ejemplos de vuelos eficientes, sostenidos y controlados. Para entender integralmente el vuelo natural resulta crucial poder analizar detalladamente la cinemática interviniente. Un estudio de estas características debería incluir investigaciones del movimiento del eje longitudinal del ala y del movimiento de torsión que lo acompaña, todo esto, para sistemas volando en un rango de velocidades lo más amplio posible. En este trabajo se presenta el desarrollo de un código computacional para simular numéricamente la cinemática de alas batientes de pájaros e insectos. Las modificaciones en la cinemática de los ciclos de batimiento se consideran como “el mecanismo” de modificación de modos de vuelo y como “el instrumento” de generación de maniobras. El código desarrollado en este esfuerzo permite estudiar la cinemática de los ciclos de batimiento asociados a diferentes condiciones de vuelo, como por ejemplo el “hover”. Todos los resultados provenientes de las simulaciones numéricas pueden ser visualizados a través de una interfase gráfica que permite estudiar los parámetros característicos de cada ciclo de batimiento. El fin último de esta línea de trabajo es desarrollar herramientas de simulación para estudiar la compleja cinemática de los insectos y pájaros pequeños, y desarrollar sistemas dinámicos de orden reducido para estudiar la aeroelasticidad de insectos y pájaros como así también la aeroservoelasticidad de micro-vehículos aéreos de alas batientes.