Dissertação

Parametric design, aerodynamic analysis and parametric optimization of a solar UAV EVALUATED

O objectivo desta tese foi desenvolver uma ferramenta CAD que faça uso de scripts por forma a desenhar diferentes configurações de UAVs e a posterior análise aerodinâmica dessas configurações. Com recurso ao Star-CCM+ analisou-se um UAV em particular. O UAV de estudo consiste num Long Endurance Electric UAV (LEEUAV). O LEEUAV, foi submetido a uma série de estudos aerodinâmicos onde se usou os modelos de turbulência Spalart-Allmaras e k-w SST, este último usado em conjunto com o modelo de transição γ-Reθ, e os seus resultados comparados com dados experimentais. Apenas o modelo de turbulência k-w SST em conjunto com o modelo de transição γ-Reθ foram usados nas simulações aerodinâmicas mais detalhadas. Em voo cruzeiro, o LEEUAV apresenta uma razão de finesse de 14.01, velocidade de perda de 6.21 m/s e velocidade máxima em voo cruzeiro de 29.3 m/s. Para melhorar a performance do LEEUAV implementaram-se estudos paramétricos à forma do nariz, asa e fuselagem. Com a modificação da forma do nariz, os gradientes de pressão adversos aí localizados foram eliminados ou diminuídos. Com a ponta da asa arredondada reduziu-se em 3 cm as bolhas de separação laminares na asa. Modificando a geometria da raiz da asa eliminou-se uma zona de escoamento separado que se gerava a partir dos 2º. Diminuindo o ângulo de incidência da asa permitiu-se o controlo através de ailerons até pelo menos 10º.
UAV Solar, Longo Alcance, Propulsão Híbrida, CFD, CAD, Modelação Paramétrica.

Junho 4, 2014, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

José Manuel Da Silva Chaves Ribeiro Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Prof Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar