Dissertação

A model and sounding rocket simulation tool with Mathematica® EVALUATED

Durante o lançamento de foguetões de modelismo, a trajectória é consideravelmente influenciada pelo vento já que estes são foguetões de controlo passivo. Este trabalho tem como objectivo o desenvolvimento de um programa em Mathematica® que simula a trajectória destes foguetões e de foguetes-sonda sob a influência de um perfil de vento. É realizado um estudo da camada limite atmosférica e consideram-se três perfis que levam em conta as condições atmosféricas e o tipo de superfície no local do lançamento. Mostrando a flexibilidade do programa desenvolvido, é realizada uma simulação Monte Carlo para se inferir a dispersão do local de aterragem devida às incertezas nos parâmetros do vento. Com as potencialidades do Mathematica®, a ferramenta desenvolvida permite que seja definido um qualquer número de estágios, com "boosters" externos ou internos no primeiro estágio, e que os modelos necessários para o cálculo da trajectória sejam facilmente modificados ou acrescentados novos modelos na base de dados. Foram efectuadas duas simulações com foguetões de potência distinta, ambos com dois estágios e sob as mesmas condições. Também se determinou uma trajectória em que a direcção do perfil de vento varia com a altitude e compararam-se trajectórias simuladas em estabilidades atmosféricas diferentes sob a mesma intensidade de vento no lançamento. Os resultados obtidos mostram grande dependência das trajectórias no vento, especialmente quando a estabilidade da atmosfera varia. Considerando as incertezas definidas para a velocidade e direcção do vento, bem como para o tipo de terreno, estas mostram uma forte influência na dispersão dos locais de aterragem.
Simulação de Trajectória, Modelismo de Foguetões, Camada Limite Atmosférica, Perfil de Vento, Monte Carlo

Novembro 18, 2015, 17:30

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Paulo Jorge Soares Gil

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar