Dissertação

Development of a Framework for Static Aeroelastic Analysis of Flexible Wings including Viscous Flow Effects EVALUATED

Acompanhando a crescente exigência da indústria por aeronaves mais eficientes, a interação entre os comportamentos estrutural e aerodinâmico revestem-se hoje em dia de grande importância. Existe, especialmente em configurações inovadoras, um interesse crescente em ter capacidade de prever as características aeroelásticas desse tipo de aeronaves em fases de desenvolvimento iniciais. Aplicar modelos de alta-fidelidade, como é o caso de abordagens baseadas no acoplamento de CFD e CSD, é ainda hoje computacionalmente exigente. Modelos de baixa fidelidade, embora apresentem tempos de computação curtos, desprezam frequentemente efeitos viscosos. Neste trabalho é assim implementado um procedimento expedito para a avaliação das características aeroelásticas estáticas de asas flexíveis em voo subsónico com inclusão de efeitos viscosos. As cargas aerodinâmicas são avaliadas através de um procedimento de Interação Viscosa-Invíscida utilizando um código de painéis 3D acoplado com um código de Camada Limíte 2D. A velocidade na superfície é obtida para o problema invíscido e de seguida usada como condição de fronteira para resolver um sistema de equações derivadas do integral de quantidade de movimento de Von Karman ao longo de secções bidimensionais da superfície. A espessura de Camada Limite é de seguida tida em conta num novo cálculo do escoamento invíscido. Após a convergência da solução aerodinâmica, as cargas de superfície são aplicadas para análise estrutural estática e a geometria deformada é actualizada no modelo aerodinâmico. O efeito do escoamento viscoso no comportamento aeroelástico é de seguida avaliado e os resultados aerodinâmicos comparados com software comercialmente disponível. As vantagens do método aqui implementado são discutidas.
Aeroelasticidade, Interação Viscosa-Invíscida, Camada Limite, Método de Painéis

Dezembro 2, 2015, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Erasmo Carrera

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado