UAVの空力設計 — 商用ツール比較と選定ガイド

AVLはMark Drelaが開発した渦格子法（VLM）ベースの解析コードだ。翼の3D揚力分布と安定微係数を高速に計算できる。OpenVSPはNASAが開発したパラメトリック機体形状生成ツールで、付属のVSPAeroで空力特性を概算できるんだ。

推奨設定:

• ソルバー: Pressure-Based, Steady (初期)→Transient (失速近傍)
• 乱流モデル: SST k-omega + Transition Model ($\gamma$-$Re_\theta$)
• $y^+$: < 1. Low-Re壁面処理
• 入口乱流: $Tu = 0.1$--$1.0%$（風洞の乱流強度に合わせる）
• 空間離散化: 2nd Order Upwind
• 収束: 残差$10^{-6}$, $C_L$/$C_D$モニター安定

• メッシュ: 各ロータにOverset Region、機体にBackground Region
• 回転: Rigid Body Motion（各ロータに個別設定）
• 乱流モデル: SST k-omega（RANSの場合）
• 時間刻み: ロータ回転1度あたり1ステップ
• 仮想ディスクオプション: Virtual Disk Model（初期検討用）

UAV開発はリソースが限られることが多い。XFOILとAVLで設計空間を絞り込んでから3D CFDに持ち込むのが、コスト・スケジュールの両面で最適なアプローチだよ。