Dissertação

{en_GB=Development of an Unsteady BET model for Forward Flapping Flight: Performance Comparison of Different MAV Configurations} {} EVALUATED

{pt=Neste trabalho desenvolveu-se um modelo aerodinâmico de asas em batimento em voo nivelado, partindo de dois modelos já existentes para casos de voo pairado e recorrendo à Teoria dos Elementos de Pás, bem como a conceitos de aerodinâmica não-estacionária. Este modelo foi depois transformado numa ferramenta de fácil manuseio que permite agilizar o processo de estudo e otimização destas asas, e serviu de base para a comparação do desempenho de uma asa em batimento com soluções de voo mais tradicionais como a asa fixa e rotativa. A comparação também foi feita de forma puramente analítica, através de manipulação de expressões de potência, por forma a que houvesse vários métodos para a avaliação. Os resultados analíticos mostram que, em algumas situações, a asa em batimento tem uma melhor performance. No entanto, em todos os casos estudados com a ferramenta aqui desenvolvida, a asa em batimento consome mais energia que ambas as outras opções. Porém, dado que as asas aqui estudadas apenas foram sujeitas a uma otimização rudimentar e que muitos casos diferentes não foram testados, não é possível retirar a conclusão de que esta configuração não se possa afigurar como vantajosa em certas situações. Só se pode afirmar que, em casos muito específicos, a asa em batimento mostrou ter uma pior performance que as outras configurações., en=This work set out to develop an aerodynamic model describing flapping wing forward flight, starting from two existing models for hovering flapping flight and resorting to the Blade Element Theory, as well as unsteady aerodynamics concepts. The developed model was later fitted into an user-friendly tool that allows for the optimization process of a flapping wing to be dramatically sped up, and served as the basis for a performance comparison between the flapping wing and the more traditional flight solutions like the fixed and the rotary wing. The comparison was also done in a purely analytical way, through the manipulation of power equations, so as to provide various methods to compare the different configurations. The analytical results show that, in some situations, the flapping wing has the edge in terms of power consumption. However, the results obtained by the tool show that in every case studied here the other configurations consume less power. Nevertheless, since the flapping wings that were put to the test were only optimized in a rudimentary way, and given that several cases remained unstudied, it is not possible to conclude that there are no situations where the flapping wing is advantageous. It can only be said that, in very specific cases, this configuration showed to perform worse than its counterparts.}
{pt=Asa em batimento, Comparação, Teoria de Elementos de Pás, Potência, Aerodinâmica Não-Estacionária, en=Flapping Wing, Comparison, Blade Element Theory, Power Consumption, Unsteady Aerodynamics}

Outubro 25, 2018, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

João Manuel Gonçalves de Sousa Oliveira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Filipe Szolnoky Ramos Pinto Cunha

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar