Dissertação

Study on the effect of curvature on the aerodynamic properties of drone rotor blades EVALUATED

O presente trabalho tem como objetivo estudar o efeito de bordo de ataque curvo nas pás dos rotores de drones, para ver se pode trazer melhorias no desempenho. São estudados quatro rotores diferentes, com diferentes geometrias da pá: a pá reta, a pá curva única e duas pá totalmente curvas, com diferentes formas na ponta da pá. A curvatura é inserida na direção frontal e traseira. Numa primeira fase, um código Matlab implementando a Teoria dos Elementos de pá foi realizado. Os resultados obtidos mostraram boa concordância na análise de rotores em escala real. A necessidade de levar em consideração efeitos 3D e baixo número de Reynolds nos parâmetros aerodinâmicos levou ao desenvolvimento de simulações de CFD. O método de referência móvel é o método escolhido para as simulações. São estudadas os desempenhos dos quatro rotores enquanto produzem diferentes quantidades de propulsão, primeiro em condições de pairar e depois em condições de vôo ascendentes. A pá reta parece ser a melhor configuração para a maioria dos casos, embora existam algumas condições particulares em que a pá curva total com a forma de ponta TE2 se comporte melhor. Este estudo também mostra que as pás curvas para trás funcionam melhor que as pás curvas para frente, portanto, é encontrada uma preferência na direção da curvatura. Para isolar o efeito da curvatura, uma modificação da ponta é inserida e analisada. Diferentes métodos de impressão 3D foram testados para produzir os rotores, que são testados experimentalmente para verificar os resultados das simulações.
rotores de drone, curvatura, simulações CFD, impressão 3D

junho 8, 2020, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Filipe Szolnoky Ramos Pinto Cunha

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar