Storyboard

La aerodinámica no estacionaria describe cómo las alas de los insectos generan sustentación y empuje a través de movimientos de batido rápidos y complejos donde el campo de flujo cambia radicalmente a lo largo de cada ciclo. A diferencia de las alas de aviones (aerodinámica cuasi-estacionaria), los insectos operan en un régimen donde la historia del flujo la vorticidad generada en ciclos anteriores tiene efecto measurable en las fuerzas actuales. La función de Wagner captura esta memoria temporal: la sustentación no alcanza su valor de equilibrio instantáneamente sino de forma gradual. Los números de Reynolds de insectos (1010,000) implican que la viscosidad no es despreciable, por lo que los vórtices generados persisten más tiempo y son más intensos en relación a la envergadura del ala. El número de Strouhal en el rango 0.20.4 refleja la eficiencia óptima del nado/vuelo oscilatorio observada también en peces y aves.

>Modelo

ID:('ky', 355)

Storyboard

$\Gamma(t)=\oint_C \vec u\cdot d\vec l$

Variables

$vec u$

Velocidad del flujo

$m/s$

$Gamma$

Circulación

$m²/s$

$t$

Tiempo

$s$

>Modelo

ID:('gm', 3226)

Storyboard

$F=\rho U_\infty\Gamma+\rho\frac{d\Gamma}{dt}\frac{c}{2}$

Variables

$\r ho$

Densidad del aire

$kg/m³$

$U_infty$

Velocidad libre

$m/s$

$F$

Fuerza aerodinámica transitoria

$N$

$c$

Cuerda alar

$m$

$Gamma$

Circulación

$m²/s$

$t$

Tiempo

$s$

>Modelo

ID:('gm', 3227)

Storyboard

$\phi_W=1-0.165e^{-t/\tau_W}-0.335e^{-t/(7\tau_W)}$

Variables

$phi_W$

Función de Wagner

$1$

$t$

Tiempo

$s$

$ au_W$

Tiempo de memoria Wagner

$s$

>Modelo

ID:('gm', 3228)

Storyboard

$L=\frac12\rho U_\infty^2S,C_L\phi_W$

Variables

$C_L$

Coeficiente de sustentación

$1$

$phi_W$

Función de Wagner

$1$

$\r ho$

Densidad del aire

$kg/m³$

$U_infty$

Velocidad libre

$m/s$

$L$

Sustentación

$N$

$S$

Área alar

$m²$

>Modelo

ID:('gm', 3229)

Storyboard

$C_L=2\pi\left(\alpha+\frac{\dot h}{U_\infty}+\frac{3c}{4}\frac{\dot\alpha}{U_\infty}\right)$

Variables

$C_L$

Coeficiente de sustentación

$1$

$U_infty$

Velocidad libre

$m/s$

$dot h$

Velocidad vertical del ala

$m/s$

$c$

Cuerda alar

$m$

$alpha$

Ángulo de ataque

$rad$

$dotalpha$

Velocidad angular de ataque

$rad/s$

>Modelo

ID:('gm', 3230)

Storyboard

$P=Fv_{ala}$

Variables

$v_{ala}$

Velocidad del ala

$m/s$

$F$

Fuerza aerodinámica transitoria

$N$

$P$

Potencia aerodinámica

$W$

>Modelo

ID:('gm', 3231)

Storyboard

$St=\frac{fA}{U_\infty}$

Variables

$St$

Número de Strouhal

$1$

$f$

Frecuencia de batido

$Hz$

$U_infty$

Velocidad libre

$m/s$

$A$

Amplitud pico a pico usada en Strouhal

$m$

>Modelo

ID:('gm', 3232)

Storyboard

$Re=\frac{\rho U_\infty c}{\mu}$

Variables

$Re$

Número de Reynolds

$1$

$mu$

Viscosidad dinámica

$Pa·s$

$\r ho$

Densidad del aire

$kg/m³$

$U_infty$

Velocidad libre

$m/s$

$c$

Cuerda alar

$m$

>Modelo

ID:('gm', 3233)

Descripción

Red de modelo

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estrategia
• 2D
• 3D

Ecuación

Número

Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

---

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

Cálculos

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar

Variables

$C_L$

CL

Coeficiente de sustentación

1

$phi_W$

phiW

Función de Wagner

1

$Re$

Re

Número de Reynolds

1

$St$

St

Número de Strouhal

1

$f$

f

Frecuencia de batido

Hz

$mu$

mu

Viscosidad dinámica

Pa·s

$\r ho$

rho

Densidad del aire

kg/m³

$v_{ala}$

vala

Velocidad del ala

m/s

$vec u$

u

Velocidad del flujo

m/s

$U_infty$

Uinf

Velocidad libre

m/s

$dot h$

hdot

Velocidad vertical del ala

m/s

$F$

F

Fuerza aerodinámica transitoria

N

$L$

L

Sustentación

N

$A$

A

Amplitud pico a pico usada en Strouhal

m

$c$

c

Cuerda alar

m

$S$

S

Área alar

m²

$Gamma$

Gamma

Circulación

m²/s

$P$

P

Potencia aerodinámica

W

$alpha$

alpha

Ángulo de ataque

rad

$dotalpha$

alphadot

Velocidad angular de ataque

rad/s

$t$

t

Tiempo

s

$ au_W$

tauW

Tiempo de memoria Wagner

s

ID:(0, 355)