Dissertação

Model Order Reduction for Aerodynamic Lifting Surfaces EVALUATED

Nesta tese o tema de redução de modelos e a sua aplicação a Mecânica de Fluidos Computacional são abordados. É mostrada a necessidade da indústria aeroespacial, seja nacional ou Europeia, de modelos mais rápidos mas fiéis à realidade. Isto é devido ao elevado tempo de cálculo associado aos modelos de alta-fidelidade. Estes mostram-se pouco viáveis para aplicações do tipo Optimização Multidisciplinar, como a plataforma de optimização NOVEMOR. Tendo por objectivo testar e aplicar redução de modelos a modelos CFD de superfícies sustentadoras, uma pesquisa bibliográfica abrangendo a redução de modelos não-lineares, dinâmicos e ou estáticos foi feita. Esta demonstrou a predominância dos métodos de Projecção de Galerkin e Redução por Mínimos Quadrados, que funcionam através da Decomposição Própria Ortogonal de soluções obtidas do modelo a reduzir. Técnicas complementares de amostragem e redução híbrida também são apresentadas e discutidas. Os métodos de Projecção e Mínimos Quadrados são testados em modelos-referência presentes na literatura, e o seu desempenho em tempo e erro suplementar é analisado. Modelos dinâmicos, estáticos, não-lineares e multiparamétricos foram reduzidos, com as versões mais simples dos métodos referidos a apresentar um desempenho superior. Estes métodos foram depois aplicados a problemas de fluidos uni-paramétricos, nomeadamente à cavidade a tampa móvel com Navier-Stokes incompressível e Reynolds variável, e ao perfil RAE-2822 com Euler compressível e ângulo de ataque variável. No final da tese o desempenho dos métodos de redução é analisado, demonstrando-se o tempo de cálculo menor obtido e os problemas com modelos multi-paramétricos ou com singularidades locais.
Redução de Modelos, Projecção de Galerkin, Redução por Mínimos Quadrados, Decomposição Própria Ortogonal, Mecânica de Fluídos Computacional

Novembro 15, 2017, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Frederico José Prata Rente Reis Afonso

Área Científica de Mecânica Aplicada e Aeroespacial (MAA)

ORIENTADOR

Fernando José Parracho Lau

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar