A numerical framework for airfoil gust response and active pitch control

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es crear un marco numérico para estudiar, por medio de simulaciones URANS, la dinámica de un vehículo aéreo no tripulado sometido a ráfagas de viento y aplicar leyes de control para estabilizar su respuesta. La aeronave se representa por medio de un perfil aerodinámico 2D asociado a un modelo estructural que lo hace naturalmente estable. El software utilizado es StarCCM+ y su módulo de interacción fluido-estructura, DFBI. Se simulan tanto ráfagas frontales como transversales y se implementara un controlador proporcional de cabeceo. Se compara la respuesta del perfil con estudios experimentales existentes.

[EN] The aim of this work is to create a numerical framework to study, by means of URANS simulations, the dynamics of an unmanned aerial vehicle subjected to wind gusts and to apply control laws to stabilise its response. The aircraft is represented by means of a 2D airfoil associated with a structural model that makes it naturally stable. The software used is StarCCM+ and its fluid-structure interaction module, DFBI. Both frontal and transverse gusts are simulated and a proportional pitch controller is implemented. The profile response is compared with existing experimental studies.