Chia sẻ bài báo qua Email NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁNH QUẠT MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI DẠNG QUADROTOR
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 29/03/23 Ngày hoàn thiện: 25/05/23 Ngày đăng: 25/05/23Các tác giả
1. Phạm Văn Khiêm
, Học viện Kỹ thuật Quân sự2. Nguyễn Anh Tuấn, Học viện Kỹ thuật Quân sự
Tóm tắt
Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày kết quả nghiên cứu về các đặc trưng khí động lực học của cánh quạt Advance Precision Composite Slow Flyer 10x7 (APC 10x7 SF) của một thiết bị bay không người lái quadrotor (UAV) tại các vận tốc góc và vận tốc bay lên thẳng khác nhau. Nhóm tác giả mô phỏng các đặc trưng khí động lực học của cánh quạt bằng phương pháp thể tích hữu hạn (Finite Volume Method) kết hợp với phương pháp mô phỏng trung bình Reynolds (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) và mô hình rối k-epsilon trong phần mềm thương mại Ansys Fluent. Kết quả mô phỏng cho cánh quạt cho thấy rằng, khi vận tốc chuyển động tịnh tiến của cánh quạt tăng lên thì hệ số lực kéo và công suất giảm theo quy luật hàm tuyến tính. Ngoài ra, trong trường hợp bay treo ta có thể bỏ qua ảnh hưởng khí động của thân thiết bị bay lên cánh quạt, điều này giúp giảm thiểu rất nhiều khối lượng tính toán mà vẫn không làm ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác của lời giải số. Những kết quả thu được từ nghiên cứu này là cơ sở để mô phỏng và lựa chọn cấu hình các dạng quadrotor trong giai đoạn thiết kế ý tưởng.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] N. Muchiri and S. M. Kimathi, “A Review of Applications and Potential Applications of UAV,” Proc. Sustain. Res. Innov. Conf., 2016, pp. 280-283.
[2] Hwang, Je Young, Min Kyu Jung, and Oh Joon Kwon. "Numerical study of aerodynamic performance of a multirotor unmanned-aerial-vehicle configuration." Journal of Aircraft, vol. 52, no. 3, pp. 839–846, 2015.
[3] M. Misiorowski, F. Gandhi, and A.A. Oberai, “A Computational Study on Rotor Interactional Effects for a Quadcopter in Edgewise Flight,” AIAA Journal, vol. 57, no. 12, pp. 5309-5319, 2019.
[4] S. Yoon, H.C. Li, and T.H. Pulliam, “Computational analysis of multi-rotor flows,” in 54th AIAA aerospace sciences meeting, 2016, Art. no. 0812.
[5] P.V. Diaz and S. Yoon, “High-Fidelity Computational Aerodynamics of Multi-Rotor Unmanned Aerial Vehicles,” 2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting, 2018, Art. no. 1266.
[6] H.A. Kutty and P. Rajendran, “3D CFD simulation and experimental validation of small APC slow flyer propeller blade,” Aerospace, vol. 4, no. 1, 2017, Art. no. 10.
[7] E. V. Loureiro, “Evaluation of low fidelity and CFD methods for the aerodynamic performance of a small propeller,” Aerospace Science and Technology, vol. 108, 2021, Art. no. 106402.
[8] D. Ji, R. Wang, Y. Zhai, and H. Gu, “Dynamic modeling of quadrotor AUV using a novel CFD simulation,” Ocean Engineering, vol. 237, 2021, Art. no. 109651.
[9] Y. Zhu, Q. Guo, Y. Tang, X. Zhu, Y. He, H. Huang, and S. Luo, “CFD simulation and measurement of the downwash airflow of a quadrotor plant protection UAV during operation,” Computers and Electronics in Agriculture, vol. 201, 2022, Art. no. 107286.
[10] T. Oktay, and Y. Eraslan, “Computational fluid dynamics (Cfd) investigation of a quadrotor UAV propeller,” in International Conference on Energy, Environment and Storage of Energy, 2020, pp. 1-5.
[11] S. P. Yeong, and S. S. Dol, “Aerodynamic Optimization of Micro Aerial Vehicle,” Journal of Applied Fluid Mechanics, vol. 9, no. 5, pp. 2111-2121, 2016.
[12] T. D. Pham, N. T. Dang, and V. U. Pham, "Simulation of aerodynamic interaction between main rotor and helicopter body," (in Vietnamese), Journal of Science and Technique, vol. 13, no. 04, pp. 80-88, 2018.
[13] J. B. Brandt, R. W. Deters, G. K. Ananda, O. D. Dantsker, and M. S. Selig, “UIUC propeller data site,” [Online]. Available: http://m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.html. [Accessed March 18, 2023].
[14] B. E. Launder and D. B. Spalding, “The numerical computation of turbulent flows,” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 3, no. 2, pp. 269–289, 1974.
[15] B. E. Launder and B. I. Sharma, “Application of the Energy Dissipation Model of Turbulence to the Calculation of Flow Near a Spinning Disc,” Letters in Heat and Mass Transfer, vol. 1, no. 2, pp. 131-138, 1974.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7627
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu