Modelo Numérico para Estudiar la Interacción Dinámica/Aerodinámica de Semillas Voladoras Autorrotantes

Abstract

En este trabajo, los autores presentan un modelo numérico que permite estudiar la aerodinámica y dinámica de semillas rotantes (sámaras). El marco de simulación propuesto consiste de: i) un modelo aerodinámico capaz de estimar las fuerzas provenientes del flujo alrededor de la semilla; y ii) un modelo dinámico de tres grados de libertad (descenso, rotación alrededor del eje vertical, y ángulo de cabeceo) para predecir las trayectorias de la semilla. La aerodinámica se modela por medio de una versión modificada del método de red de vórtices no lineal y no estacionario; este modelo incluye el crecimiento del núcleo de los segmentos vorticosos como consecuencia de la difusión viscosa. Las ecuaciones resultantes que gobiernan la evolución espacio/temporal del sistema dinámico se integran numéricamente en el dominio del tiempo por medio de un esquema predictor-corrector de cuarto orden desarrollado por Hamming. Como resultado, se debe mencionar la excelente concordancia entre las predicciones numéricas y las mediciones experimentales en lo que respecta a la velocidad de descenso y rotación de la semilla en estado estacionario.