Dissertação

Structural Dynamics for Aeroelastic Analysis EVALUATED

Aeroelasticidade é um fenómeno físico que resulta da interacção entre forças aerodinâmicas, elásticas e inerciais. Torna-se importante estudá-la em estruturas aeroespaciais, devido ao seu design leve e flexível. Este trabalho tem como objectivo estudar o comportamento aeroelástico de uma asa 3D. Para isso, esta é modelada como viga usando o método dos elementos finitos. A viga unidimensional coincide com o eixo elástico da asa e contém toda a sua rigidez ao longo do seu comprimento. Assim, uma nova rotina computacional é criada utilizando o modelo estrutural desenvolvido e integrando um programa disponível de análise aerodinâmica, que faz uso do método dos painéis. Ambos os modelos computacionais são validados através de resultados publicados. O acoplamento dos dois domínios é feito usando um esquema de discretização temporal adequado, que é escolhido após serem realizadas uma série de análises computacionais com esquemas temporais diferentes. A rotina computacional é validada com resultados estáticos provenientes de um modelo de asa. Posteriormente, os resultados são apresentados para uma asa denominada o caso referência. É conduzido um estudo paramétrico, cujos resultados são comparados com os valores de referência. Conclui-se que a rotina prevê um correcto comportamento aeroelástico da asa, tendo em conta as espectativas teóricas. Além disso, um problema de optimização aero-estrutural foi resolvido com o objectivo de minimizar a massa total da asa. Apesar das simplificações efectuadas, tanto a nível estrutural como aerodinâmico, a rotina computacional criada revela ser útil na previsão do desempenho aeroelástico de uma asa nas etapas iniciais de projecto de aeronaves.
Aeroelasticidade, Método dos painéis, Método dos elementos finitos, Interacção fluído-estrutura, Métodos de acoplamento, Flutter

Novembro 19, 2015, 14:30

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar