Aeroelasticidad de sistemas aeronáuticos inmersos en flujos subsónicos

Abstract

En este trabajo se presenta un marco de simulación diseñado para llevar a cabo el estudio aeroelástico de sistemas aeronáuticos sometidos a movimientos complejos e inmersos en flujos de régimen subsónico bajo. Específicamente, este marco de trabajo combina un modelo aerodinámico basado en una versión extendida del método de vórtices no lineal y no estacionario, con un modelo estructural no lineal basado en las ecuaciones de Lagrange para sistemas restringidos. El modelo estructural es general y permite la combinación de diferentes descripciones utilizadas normalmente en sistemas multicuerpo flexibles tales como: la dinámica de cuerpos rígidos, las técnicas de modos asumidos y el método de elementos finitos. Las ecuaciones de movimiento resultantes para el sistema dinámico totalmente acoplado son del tipo diferenciales algebraicas (DAEs) de índice 3. Esas ecuaciones se resuelven simultáneamente en forma numérica mediante un esquema de integración compuesto por un método predictor-corrector de cuarto orden, el método modificado de Hamming, y un procedimiento para estabilizar la solución de las DAEs. Una serie de resultados, algunos de ellos validaciones, demuestran la confiabilidad de la metodología propuesta. Como caso de estudio se llevaron a cabo simulaciones numéricas de la aerodinámica no estacionaria y dinámica no lineal de una mosca de la fruta en vuelo suspendido.