Nuevos avances en aeroacústica de aeronaves
Anteriormente, la investigación de la radiación acústica producida por las interacciones fluido-estructura se centraba principalmente en el análisis de estructuras rígidas. Además, solo se ha estudiado el efecto de flujos inestables externos sobre la propagación del sonido en el campo cercano y lejano. Los científicos lanzaron el proyecto financiado con fondos de la Unión Europea AM10 (The aeroacoustics of elastic structures) con el objetivo de determinar el impacto de la elasticidad sobre el campo acústico del sistema causado por las interacciones fluido-estructura. En particular, desarrollaron un esquema teórico para estudiar la radiación acústica que resulta de las variaciones en el flujo y la actuación mecánica. Las estructuras estudiadas incluyen configuraciones de perfil aerodinámico flexible y cilindro elástico. El trabajo se centró principalmente en analizar las respuestas dinámicas del sistema en campo próximo y lejano. Los cálculos en campo próximo se basaron en la teoría de los flujos de potencial incompresibles con números de Reynolds elevados combinada con una ecuación de movimiento que describe la dinámica de las estructuras. La inestabilidad del flujo entrante se representó mediante una distribución de vorticidad de fluidos aguas arriba y la actuación mecánica se modelizó mediante excitaciones en el borde de ataque con el fin de imitar las condiciones de vuelo batiente. Se descubrió que, por lo general, el sistema amplificaba las actuaciones que contenían una de sus frecuencias naturales. Esta característica demuestra claramente la importancia de tener en cuenta los grados de libertad elásticos de las estructuras al describir las interacciones fluido-estructura. Este mecanismo de resonancia también debería tener un efecto importante sobre la propagación del sonido en campo lejano. La formulación del problema aeroacústico se basó en la analogía acústica de un cuerpo compacto, lo cual permitía superar la dificultad para obtener el campo acústico lejano débil a partir de simulaciones directas. Los resultados ayudaron a los investigadores a arrojar luz sobre los mecanismos de acoplamiento entre movimiento y sonido en estructuras elásticas delgadas, lo cual sirvió como base de nuevos métodos elastoacústicos de control del ruido. Estos son muy deseables en distintas aplicaciones, como el desarrollo de sistemas de control del ruido para reducir el ruido en el borde posterior, la monitorización de la respuesta acústica de vehículos aéreos no tripulados con ala batiente, y el análisis de fenómenos naturales como el sonido del vuelo de los insectos.