Dissertação
Modeling, simulation, and altitude control of a weather meteorological balloon EVALUATED
Os balões meteorológicos são ferramentas importantes para o estudo de características meteorológicas como a humidade, vento, temperaturas e a pressão atmosférica. Estes balões, geralmente feitos em latex, deslocam-se livremente pela atmosfera através da força de impulsão, resultante da diferença entre a densidades do ar e do gás de elevação do balão. Com base na proposta do projeto SONDA, a ideia de controlo de altitude para um balão meteorológico foi desenvolvida. O projeto SONDA sugere que o balão seja controlado de forma a utilizar as correntes de vento presentes na atmosfera para que se direcione para zonas de interesse para pesquisa. O controlo de altitude de balões é um tema de pesquisa comum para balões de grande altitude, contudo, este estudo para balões de latex ainda não é uma área muito explorada. Desta forma, esta tese apresenta duas partes principais. A primeira destina-se a modelar um balão meteorológico. A modelação inicia-se com a definição das componentes materiais do balão, passa pela definição de um modelo atmosférico e, em seguida, o modelo hiper-elástico do balão que modela a sua elasticidade de forma não linear é feito. Além destes modelos, um modelo térmico, um modelo do vento e o modelo da dinâmica foram, também, desenvolvidos. A segunda parte do projeto foi o desenvolvimento do controlo de altitude. O controlo foi feito através duma estratégia de controlo em cascata para executar controlo de velocidade e altitude. Por fim, o controlo de altitude e dinâmica livre do balão modelado foram simulados.
dezembro 17, 2021, 10:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar