Publicación: Un modelo para el control de cambio de forma de alas multifuncionales basado en interpolación G² de Hermite para curvas 3D
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2022
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
En este trabajo se presenta un modelo cinemático para el control de cambio de forma de alas multifuncionales (“multi-functional morphing wings”) inspiradas en la biología. El modelo consiste en un sistema de nervaduras flexibles: una nervadura principal en el sentido de la envergadura y un conjunto de nervaduras transversales en el sentido de la cuerda. Este sistema de nervaduras proporciona rigidez al ala y permite controlar dinámicamente su forma, lo que da lugar a un diseño comparativamente liviano para el ala morphing. La forma de la nervadura principal se obtiene mediante la interpolación de curvas 3D por medio de polinomios de Hermite sujetas a condiciones de continuidad G2 en los extremos e inextensibilidad. Las nervaduras transversales constituyen, a su vez, líneas medias de perfiles alares con capacidad para deformarse. La efectividad del modelo propuesto para el control de movimiento y de cambio de forma se demuestra a través de una serie de simulaciones.
This article presents a kinematic model to address the shape control of biologically inspired multi-functional morphing wings. The model consists in a flexible venation system that provides structural support and a means for dynamically control the wing’s configuration. As a comparatively light design, the morphing wing is formed by a main spanwise vein, and a set of transversal veins that in turn represent the mean lines of morphing airfoils. A Hermite interpolation problem for a 3D curve is solved to find the veins, subjected to G2 continuity at the end points and inextensibility constrains. Throughout a series of simulations, the proposed approach has proven to be an effective tool for controlling and adapting the morphing wing.
This article presents a kinematic model to address the shape control of biologically inspired multi-functional morphing wings. The model consists in a flexible venation system that provides structural support and a means for dynamically control the wing’s configuration. As a comparatively light design, the morphing wing is formed by a main spanwise vein, and a set of transversal veins that in turn represent the mean lines of morphing airfoils. A Hermite interpolation problem for a 3D curve is solved to find the veins, subjected to G2 continuity at the end points and inextensibility constrains. Throughout a series of simulations, the proposed approach has proven to be an effective tool for controlling and adapting the morphing wing.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
continuidad geométrica G², interpolación de Hermite 3D, alas morphing
Citación
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica