Resumen

En este estudio se analiza la optimización de un ala de baja velocidad con restricciones funcionales. Se utiliza la herramienta de análisis aerodinámico desarrollada mediante el acoplamiento del método numérico no lineal de líneas de sustentación a Xfoil para obtener los coeficientes de sustentación y resistencia del ala de referencia. Los resultados se comparan con los del solver basado en la teoría no lineal de líneas de sustentación implementado en XLFR5 y el modelo de transporte de esfuerzos cortantes de transición implementado en ANSYS-Fluent. Se observa la concordancia entre los resultados en los valores de ángulo de ataque bajo y moderado. Se utiliza el algoritmo de programación cuadrática secuencial de la caja de herramientas de optimización de MATLAB para la solución de los problemas de optimización con restricciones. Se resuelven tres problemas de optimización diferentes. En el primer problema, la maximización de CL3/2/CD es la función objetivo, mientras que la condición de vuelo nivelado al máximo de CL3/2/CD se define como una restricción. Las restricciones funcionales relacionadas con el peso del ala, el área de la forma del ala y el momento de flexión de la raíz se añaden al primer problema de optimización, y se construye el segundo problema de optimización. El tercer problema de optimización se obtiene añadiendo al segundo problema la condición de vuelo nivelado y las restricciones de potencia disponible a la velocidad máxima y la condición de vuelo nivelado a la velocidad mínima del vehículo aéreo no tripulado de referencia. Se demuestra que la definición del momento de flexión de la raíz, el área del ala y las restricciones de potencia disponible en los problemas de optimización aerodinámica conducen a una forma del ala y un perfil aerodinámico más realistas.

• Materias:Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Satélites Satélite artificial Meteorología
• Subjects:Aerodynamics Aerospace engineering Satellites Artificial satellites Meteorology
• Palabras claves:condiciones de vuelo niveladas, restricciones de potencia disponible, restricciones funcionales, problema de optimización restringido, segundo problema de optimización, maximización de cl3/2, primer problema de optimización, ángulo de ataque, vehículo aéreo no tripulado, problema de optimización aerodinámica
• Keywords:level flight conditions, available power constraints, functional constraints, constrained optimization problem, second optimization problem, maximization of cl3/2, first optimization problem, angle of attack, unmanned air vehicle, aerodynamic optimization problem