Resumen

A diferencia de las ruedas neumáticas convencionales, las ruedas no neumáticas (NPT) son a prueba de explosiones y de fácil mantenimiento y ofrecen una baja resistencia a la rodadura. Sin embargo, a altas velocidades del vehículo, el complejo flujo de aire producido por la estructura abierta de radios flexibles de las NPT produce un elevado ruido aerodinámico, que contribuye a la contaminación acústica en el entorno del tráfico vehicular. Inspirándose en la idea de que una estructura de riblet no lisa puede afectar al flujo de fluidos y ofrecer una reducción del ruido, en este artículo se presentan los análisis del efecto de la superficie de riblet no lisa sobre el ruido aerodinámico de un NPT y el mecanismo de reducción del ruido. En primer lugar, se utilizó la dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar las características del coeficiente de presión de la superficie de un neumático de radios flexibles lisos rodando a una velocidad de 80 km/h y, posteriormente, se validaron los resultados de la simulación numérica comparándolos con los resultados de las pruebas publicadas. En segundo lugar, se utilizaron la simulación de grandes remolinos (LES) y el método Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H), respectivamente, para determinar el flujo transitorio y el ruido aerodinámico de campo lejano. A continuación, se investigó el mecanismo de reducción del ruido mediante una teoría de vórtices. Basándose en la teoría de vórtices, se determinaron las posiciones y la intensidad de las fuentes de ruido mediante el vector Lamb. Por último, de acuerdo con la teoría de la capa límite de fluidos, se dispuso una superficie de riblet no lisa en la superficie de los radios, y se analizaron las influencias de los parámetros de la estructura de riblet, incluidos el tamaño, la posición y la dirección, en el ruido aerodinámico. Basándose en la teoría de los vórtices, se descubrió que la estructura de riblet no lisa puede reducir el vector Lamb, suprimir la generación de vórtices de flujo, disminuir la fuerza de la fuente acústica y reducir eficazmente el ruido hasta 5,18 dB utilizando la estructura de riblet optimizada. Los resultados del estudio proporcionan una base teórica para el diseño estructural de un nuevo TPN de bajo ruido.

• Materias:Algoritmos genéticos Ingeniería biomédica Biomecánica Modelo Matemático Prótesis Extremidades (Cuerpo Humano)
• Subjects:Genetic algorithms Biomedical engineering Biomechanics Mathematical model Prostheses Limbs (Human Body)
• Palabras claves:estructura de riblet no lisa, teoría del vórtice, superficie de riblet no lisa, ruido aerodinámico, vector lamb, baja resistencia a la rodadura, estructura de riblet optimizada, parámetros de la estructura de riblet, fuerza de la fuente acústica, características del coeficiente de presión
• Keywords:nonsmooth riblet structure, vortex theory, nonsmooth riblet surface, aerodynamic noise, lamb vector, low rolling resistance, optimized riblet structure, riblet structure parameters, acoustic source strength, pressure coefficient characteristics