Dissertação

Optimizing UAV Aerodynamics with Computational Fluid Dynamics EVALUATED

O objectivo deste projecto é empregar teorias de aerodinâmica de baixo número de Mach, através de análises de CFD, de modo a optimizar a asa de um Veículo Aéreo Não-Tripulado (VANT). Através da inclusão de um dispositivo de ponta de asa optimizado, esta tese procura atingir um aumento no desempenho superior a 10%. Devido à recente procura de veículos autónomos por parte da indústria da defesa, a maximização do desempenho destas plataformas é extremamente desejado. A configuração do VANT foi providenciada pela Força Aérea Portuguesa e uma análise com RANS e os modelos Menter SST k − ω e γ − Reθ foi efectuada a números de Mach e Reynolds de 0.2 e 2.2 milhões, respectivamente, de forma a avaliar os coeficientes aerodinâmicos e de desempenho. De forma a determinar a influência dos parâmetros de projecto de dispositivos de ponta de asa, foi realizado um estudo de sensibilidade com o método dos painéis 3D e confirmaram-se os resultados analisando as melhores configurações em RANS. Efectuou-se um estudo de malha de modo a assegurar precisão numérica nos aumentos no desempenho previstos. Os resultados mostram que o método dos painéis não atinge a precisão desejada na previsão dos aumentos no desempenho mas proporciona uma inspecção qualitativa da influência dos parâmetros de projecto. Simulações em RANS determinam aumentos de 20% e 30% no alcance e autonomia, respectivamente, em relação à asa limpa.
Veículos Aéreos Não-Tripulados, Aerodinâmica de Escoamentos Exteriores, Mecânica dos Fluídos Computacional, Reynolds-Averaged Navier-Stokes, Dispositivos de Ponta de Asa, Estudo de Sensibilidade

Dezembro 2, 2016, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Ricardo Veríssimo

Força Aérea Portuguesa-FAP

ORIENTADOR

Nelson Pereira Caetano Marques

blueCAPE

ORIENTADOR

Luís Rego da Cunha de Eça

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar