Aerodinámica De Flujos Bidimensionales E Inestacionarios Dominados Por Verticidad.

Abstract

En este trabajo se simulan numéricamente algunos de los mecanismos aerodinámicos
inestacionarios que le permiten mantenerse en vuelo a algunos insectos y aves pequeñas. 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. Si bien una
característica de estos fenómenos es su relativamente bajo número de Reynolds, el mismo es lo
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
mejorar la representación de la evolución espacio-temporal de las estelas se realiza un suavizado
(“splitting”) de la distribución espacial y de la intensidad de vorticidad en las mismas. Con el fin de
cotejar los resultados provenientes de las simulaciones numéricas con resultados experimentales se
desarrolla un algoritmo de pre-procesamiento 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.