Nghiên cứu đặc trưng khí động lực học của cánh quạt máy bay không người lái dạng Quadrotor

Abstract

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.