En el presente trabajo de tesis se realiza el análisis aerodinámico de una hélice 17x5
de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT) del tipo cuadricóptero para precisar el
efecto de la modificación del ángulo de paso en las fuerzas aerodinámicas con el
objetivo de incrementar la eficiencia de vuelo vertical. En primer lugar, el estudio
aerodinámico se realiza a partir de cálculos analíticos bajo la formulación de la teoría
del Impulsor del Elemento Pala o también llamada Blade Element Momenthum
Theory (BEMT) por sus siglas en inglés. El cálculo analítico se realiza en el software
JBLADE el cual emplea el código BEMT para la resolución de problemas
aerodinámicos de hélices. Los resultados se verifican que tengan un correcto sentido
físico con tendencias y valores numéricos acordes con el estudio y experimentación
de hélices; estos resultados forman punto de partida para el posterior análisis. Luego,
el análisis aerodinámico se realiza a partir de la simulación computacional mediante
el uso del software ANSYS Fluent. El paquete de ANSYS Fluent proporciona un
análisis basado en el uso de volúmenes finitos. En específico, se enfoca la resolución
del problema mediante el método del Marco de Referencia Móvil (MRF - Moving
Reference Frame); el método resuelve los campos de flujos que involucran
superficies rotatorias bajo un enfoque estacionario. El método MRF proporciona una
solución físicamente correcta, simple y con menor uso de recurso computacional. En
seguida, los resultados de la simulación se verifican frente a los cálculos analíticos a
manera de validar los resultados. La tendencia de la respuesta muestra una correcta
similitud con respecto a los cálculos analíticos. Sin embargo, existe un error promedio
de 17,0% entre los valores numéricos de ambos métodos; esto debido a las
simplificaciones realizadas en la configuración del modelo y en el proceso general de
simulación. Finalmente, en la presente tesis se concluye que se logra obtener un
aumento de la fuerza de empuje a partir de un cambio en el ángulo de paso; cabe
resaltar que este aumento representa un impulso del 17,8% del peso total del
cuadricóptero, con solo incrementar el ángulo de paso de cero a dos grados, lo cual
resulta en un beneficio aerodinámico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/12796 |
| Date | 01 October 2018 |
| Creators | Ramírez Sánchez, Julio Manuel |
| Contributors | Saito Villanueva, Carlos |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Perú, info:eu-repo/semantics/openAccess, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/ |
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