PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS APLICADA A
SIMULACIONES DE FLUJOS DOMINADOS POR VORTICIDAD –
PARTE 2: EJEMPLOS DE APLICACIÓN
OBJECT-ORIENTED PROGRAMMING APPLIED TO VORTICITY DOMINATED
FLOWS SIMULATIONS – PART 2: APPLICATIONS
Martín E. Pérez Segura
a,b
, Alejandro T. Brewer
b
, Sergio Preidikman
a,b
a
Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología (IDIT) - CONICET, Universidad
Nacional de Córdoba, Av. Vélez Sarsfield 1611, 5000 Córdoba, Argentina. idit@fcefyn.edu.ar,
www.inv.idit.efn.uncor.edu.
b
Dpto. de Estructuras, FCEFyN, Universidad Nacional de Córdoba, Av. Vélez Sarsfield 1611, 5000
Córdoba, Argentina. depestructuras@fcecyn.unc.edu.ar, http://www.efn.uncor.edu.ar
Palabras clave: Drones, Aerodinámica, Programación orientada a objetos, Simulaciones
numéricas, Flujos dominados por vorticidad.
Resumen. Recientemente, los vehículos aéreos no tripulados han mostrado una creciente difusión en
diversos campos de aplicación, tanto civiles como militares, lo cual ha llevado a continuas mejoras de
diseño. Su estudio mediante simulaciones numéricas requiere de herramientas robustas, versátiles y
eficientes. En este trabajo, utilizando el Método de Red de Vórtices No-lineal e Inestacionario, se
analizan aerodinámicamente dos tipos de drones. En primer lugar, se estudia un vehículo tipo multi-
rotor (cuadricóptero), para el cual se consideran tres tipos de rotores y dos condiciones de vuelo, con el
objetivo de poner a punto y evaluar la factibilidad de la herramienta de simulación. En segundo lugar,
un vehículo tipo ala volante, para el cual se calculan coeficientes aerodinámicos de sustentación y
momento de cabeceo. En ambos casos se obtienen como resultados adicionales el campo de movimiento
del fluido alrededor del dron y la distribución de presiones sobre las superficies, arribando a la
conclusión que las simulaciones de flujos dominados por vorticidad son más que adecuadas para estudiar
el comportamiento aerodinámico de estos vehículos aéreos.
Keywords: Drones, Aerodynamics, Object-Oriented Programming, Numerical simulations, Vorticity
dominated flows.
Abstract. In the last few decades, small-scale unmanned aerial vehicles have been used for many
applications, such as surveillance and reconnaissance by military and law enforcement agencies, as well
as search and rescue missions in urban environments. The designs of these devices are continuously
improved. This requires robust, versatile and efficient computational simulation tools in order to sustain
the ongoing developments. In this work, two types of drones are aerodynamically analyzed with the
Nonlinear Unsteady Vortex Lattice Method. Firstly: for a multi-rotor vehicle (quadcopter) three rotor
alternatives and two flight conditions are considered, in order to adjust the simulation and evaluate its
feasibility. Secondly: a flying-wing-type vehicle, for which lift and pitching aerodynamic coefficients
are calculated. Moreover, in both cases, the velocity field around the drone and the pressure distributions
are obtained as additional results. These outcomes allow one to conclude that simulations of vorticity
dominated flows are more than adequate for studying the aerodynamic behavior of these devices.
Mecánica Computacional Vol XXXVII, págs. 1757-1766 (artículo completo)
A. Cardona, L. Garelli, J.M. Gimenez, P.A. Kler, S. Márquez Damián, M.A. Storti (Eds.)
Santa Fe, 5-7 Noviembre 2019
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