Interacciones Aerodinámicas y Efecto Suelo en Flujos 2-D Inestacionarios, Levemente Viscosos y Dominados por Vorticidad

Abstract

El vuelo de insectos está dominado por mecanismos aerodinámicos inestacionarios y no- lineales producto del batimiento de las alas que ofrecen ventajas únicas respecto de las alas fijas y rotores convencionales. Un importante, aunque poco estudiado, aspecto del vuelo con alas batientes a escalas reducidas es el relacionado con el efecto de la interacción aerodinámica en la generación de sustentación. Para poder reproducir exitosamente mecanismos de sustentación y propulsión inspirados en la biología es necesario entender cabalmente la compleja física subyacente en tal fenómeno. En este trabajo, se investiga el fenómeno de interacción aerodinámica entre dos perfiles inmersos en el seno de un flujo bidimensional e inestacionario. Además, se estudia numéricamente la influencia del efecto suelo en la generación de sustentación. El efecto suelo es simulado de dos maneras diferentes. La primera de ellas consiste en el conocido método de imágenes, el cual permite tener en cuenta únicamente contornos sólidos planos. La segunda alternativa, mucho más atractiva, consiste en una panelización del suelo similar a la empleada para discretizar las sábanas vorticosas adheridas a los perfiles aerodinámicos. Esta última opción, permite simular el efecto suelo asociado a contornos irregulares. Los perfiles realizan movimientos típicos del aleteo de insectos y aves pequeñas. El fin último de este trabajo es el desarrollo de una herramienta numérica que permita evaluar los fenómenos de interacción aerodinámicos y el efecto suelo, con el objeto de inspirar el desarrollo de micro- vehículos aéreos súper-maniobrables, no tripulados de alas batientes.