Aerodinámica de Flujos 2-D, Inestacionarios, Levemente Viscosos y Dominados por Vorticidad

MARCELO VALDEZ; SERGIO PREIDIKMAN; JULIO MASSA

Cuzco

Congreso; CIBIM8 - 8vo Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica; 2007

Pontificia Universidad Católica del Perú y Federación Iberoamericana de Ingeniería Mecánica

En este trabajo se simulan numéricamente varios mecanismos aerodinámicos inestacionarios que le permiten mantenerse en vuelo a algunos insectos. Estos mecanismos de vuelo son inherentemente no-lineales e inestacionarios y no pueden ser captados por una formulación basada en las hipótesis de la aerodinámica lineal y estacionaria. Se considera que el número de Reynolds es suficientemente alto como para avalar la hipótesis de que los efectos viscosos están confinados, únicamente, a la capa límite y a las estelas vorticosas. Esta última hipótesis permite predecir las cargas aerodinámicas mediante el uso del método de red de vórtices no-lineal e inestacionario. El modelo aerodinámico desarrollado incluye la posibilidad de separación del flujo en el borde de ataque cuando el perfil alcanza un determinado ángulo de ataque efectivo y permite además incorporar variaciones, preestablecidas en el tiempo, de la combadura y de la cuerda de la sección alar en estudio. Para cotejar los resultados de las simulaciones numéricas con resultados experimentales se desarrolló un algoritmo de preprocesamiento de datos, y otro de visualización y post-procesamiento de las variables que caracterizan la evolución espacial y temporal del flujo. Se estudian, entre otras, las características del vuelo conocido como "hovering", en el cual el insecto se mantiene suspendido en el aire, aleteando y sin avanzar. El fin último de este trabajo es el desarrollo de una herramienta numérica que permita evaluar las cargas aerodinámicas asociadas a los diversos mecanismos empleados por algunos insectos para mantenerse en vuelo, con el objeto de inspirar el desarrollo de micro-vehículos aéreos súper-maniobrables, no tripulados de alas batientes.