Investigación Numérica para un Ala aleteante Móvil en Dos Dimensiones

Se investiga numéricamente el rendimiento aerodinámico de un ala aleteante móvil utilizando un modelo de interacción fluido-sólido. Se asume que el campo de flujo es bidimensional, viscoso, inestable e incomprensible. Se utiliza el método de elementos finitos de Galerkin-mínimos/cuadrados para tener en cuenta la naturaleza convectiva del campo de flujo. El solucionador de flujo está acoplado con las ecuaciones de movimiento del cuerpo rígido que describen el movimiento del ala aleteante. Se desarrolla una técnica de captura de interfaz adaptada al modelo presente para capturar el ala aleteante durante su movimiento. El algoritmo desarrollado se valida con datos publicados con un gran grado de éxito. Luego, se realizan simulaciones para un ala aleteante con un centro de gravedad estacionario y un movimiento libre del centro de gravedad. Esto es seguido por un estudio paramétrico a través del cual se estudian los efectos de la posición inicial del ala, el ángulo máximo de aleteo, el número de Reynolds, la masa del ala, la aceleración gravitacional y la frecuencia crítica para cada número de Reynolds. Finalmente, se simula el despegue vertical voluntario de una mosca de la fruta, Drosophila Melanogaster, utilizando el modelo propuesto.