OPTIMIZACIÓN DE PERFILES AERODINÁMICOS BIOINSPIRADOS EN ALAS DE LIBÉLULA MEDIANTE ALGORITMOS GENÉTICOS Y SIMULACIONES CFD PARA MICROVEHÍCULOS AÉREOS

Abstract

El presente trabajo aborda el estudio y optimización aerodinámica de perfiles corrugados bioinspirados en la morfología alar de las libélulas, orientados a su futura implementación en microvehículos aéreos (MAVs). El objetivo principal de este estudio se centra en la evolución de estas geometrías, buscando superar la eficiencia aerodinámica que ofrecen los perfiles convencionales en el régimen de turbulencia de este tipo de vehículos.

Para lograrlo, la metodología empleada se fundamenta en la integración de dos herramientas, un modelo numérico computacional (CFD) y el diseño de un algoritmo de optimización genético. El acoplamiento de ambos entornos ha permitido establecer un ciclo iterativo capaz de generar, evaluar y evolucionar de forma semiautomática las propuestas geométricas.

Como resultado, el proceso de optimización alcanzó el objetivo establecido en la generación 54 (E = 2.1991), logrando una mejora de la eficiencia aerodinámica global del 46.53% tras 100 generaciones (E = 2.3209) sobre el perfil corrugado base. El análisis de los campos fluidos demostró que las adaptaciones morfológicas desarrolladas por el algoritmo generaron un aumento de sustentación capaz de superar el rendimiento del perfil de referencia NACA 4412 a partir de un ángulo de ataque de 23 grados, a costa de un ligero incremento en términos de resistencia aerodinámica. El proceso a nivel global supuso con una mejora de eficiencia aerodinámica del 5.84% respecto al perfil NACA sobre el punto de diseño, cumpliendo con los objetivos propuestos al inicio del estudio.