Dissertação
Aerodynamic Optimisation Of A Constrained Aerofoil’s Shape Coupled With An Optimisation Of Its Inner Structural Topology EVALUATED
O objetivo geral da tese consiste no acoplamento dos processos de otimização aerodinâmica e estrutural recorrendo a diferentes programas de código aberto, SU2 e Calculix, capazes de fornecer simulações robustas e eficientes nestes dois campos. A geometria usada para testar o código aberto é o perfil alar RAE 2822, caso de referência 2D para regimes aerodinâmicos viscosos transónicos, com um caixão de torção a restringir a sua forma no processo de otimização. A resistência aerodinâmica foi inicialmente minimizada para duas configurações diferentes, M = 0.729 at alpha = 2.31º e M = 0.730 at alpha = 2.79º para uma sustentação constante usando o método Free-Form Deformation. Posteriormente é utilizado uma otimização topológica "Bi-directional Evolutionary" de forma a otimizar no ambiente Calculix a estrutura interna do perfil alar previamente otimizado. De modo a aplicar o carregamento obtido na otimização aerodinâmica à estrutura para a otimizar topologicamente, foi desenvolvido um processo de transferência de carregamentos aerodinâmicos. A seguir, uma estratégia de acoplamento sequencial foi aplicada, pois a otimização aerodinâmica representou uma melhoria na distribuição geral de pressão, a qual consequentemente representou uma diminuição em duas ordens de magnitude do estado de tensão e os deslocamentos finais. Em conclusão, o acoplamento sequencial provou ser benéfico, pois a melhoria aerodinâmica permitiu que o estrutura interna se redistribuísse de forma mais eficiente, reduzindo o seu volume interno para 25% do inicial, ao mesmo tempo que proporciona uma estrutura robusta e segura.
janeiro 14, 2021, 19:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Frederico José Prata Rente Reis Afonso
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar Convidado
