INVESTIGADORES
ROCCIA bruno antonio
congresos y reuniones científicas
Título:
Un modelo multicuerpo para estudiar la dinámica de micro vehículos aéreos de alas batientes
Autor/es:
BRUNO A. ROCCIA; SERGIO PREIDIKMAN; JULIO MASSA
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; XIX Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones, ENIEF 2011; 2011
Resumen:
El estudio del vuelo natural de insectos y aves pequeñas es muy complicado debido a las
condiciones de flujo no estacionarias y al movimiento extremadamente complejo que ejecutan las alas
durante cada ciclo de batimiento. Como consecuencia de las grandes aceleraciones y de las cargas aerodinámicas
actuantes sobre el ala, éstas se deforman sustancialmente. Estas deformaciones inducen una
modificación significativa en las cargas aerodinámicas, altamente inestacionarias y no-lineales, las que
a su vez, inducen nuevas variaciones en la deformación del ala. Este fenómeno de retroalimentación
entre las cargas aerodinámicas, las deformaciones del ala, y el movimiento de la criatura voladora genera
un problema fuertemente acoplado entre el aire, y el sistema multicuerpo utilizado para modelar el
insecto o el ave pequeña.
En este trabajo se estudia la dinámica asociada al vuelo de un insecto (drosophila melanogaster)
mediante la introducción de un modelo estructural multicuerpo hibrido del insecto completo (cabeza,
tórax, abdomen, y alas). El desarrollo del modelo está fundado en la formulación de Lagrange con
coordenadas generalizadas redundantes, una técnica ampliamente utilizada en el estudio de la dinámica de
sistemas multicuerpo con restricciones. En esta primera etapa se considera que todas las partes que
componen el sistema son rígidas, 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 automáticamente en la formulación
de las ecuaciones de movimiento mediante la utilización de multiplicadores de Lagrange.
Las ecuaciones de movimiento obtenidas mediante este enfoque son del tipo diferenciales-algebraicas
(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.