Otimização estrutural acoplada à interação fluido-estrutura de uma asa de aeronave tipo UAV (2011)
- Authors:
- USP affiliated author: SILVA, FELIPE LANGELLOTTI - EP
- School: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: TOPOLOGIA; ESTRUTURAS; INTERAÇÃO FLUIDO-ESTRUTURA; DINÂMICA DOS FLUÍDOS; AERONAVES
- Language: Português
- Abstract: Aeronaves do tipo UAV tem sido cada vez mais utilizadas em diversos setores da sociedade. Defesa militar, segurança pública, busca e salvamento, sensoriamento remoto, controle de plantações, são algumas das aplicações. Como outros tipos de aeronaves, seu objetivo é transportar o máximo de carga útil, com segurança e o mínimo de recursos e custos. A otimização estrutural insere-se neste contexto permitindo uma redução no peso vazio da aeronave, maximizando a sua carga útil. Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia que propõe uma estrutura interna de asa de aeronave tipo UAV otimizada, levando em consideração os efeitos aeroelásticos estáticos da Interação Fluido-Estrutura (FSI). Para o laço de análise FSI, são utilizados os softwares comerciais Ansys Mechanical na análise estrutural, e o Ansys CFX para análise CFD. Ambos são acoplados via Ansys MFX, automatizados e comandados remotamente por um código próprio desenvolvido em Matlab. São propostos três casos de otimização: paramétrica, topológica sem FSI e topológica com FSI. No caso da otimização paramétrica é empregado o software Mode-Frontier para maximizar a eficiência aerodinâmica da asa sobre uma topologia fixa de estrutura parametrizada. A otimização topológica utiliza um código próprio em Matlab que implementa o Critério de Optimalidade com filtro de sensibilidades para a solução do problema. No caso sem FSI são considerados carregamentos aerodinâmicos fixos provenientes do CFD, e no caso com FSI, os carregamentos provém da análise FSI \two-way". Os resultados são baseados em uma aeronave da competição \SAE Brasil Aerodesign", apresentados na forma de correlações entre parâmetros e objetivos, topologias resultantes e interpretações possíveis. Porém, são discutidas as limitações e possíveis melhorias da metodologia implementada.
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ABNT
SILVA, Felipe Langellotti. Otimização estrutural acoplada à interação fluido-estrutura de uma asa de aeronave tipo UAV. 2011. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/72096d60-526c-405d-9f5a-3091743e5dec/FELIPE%20LANGELLOTTI%20SILVA%20PMR11.pdf. Acesso em: 26 abr. 2024. -
APA
Silva, F. L. (2011). Otimização estrutural acoplada à interação fluido-estrutura de uma asa de aeronave tipo UAV (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/72096d60-526c-405d-9f5a-3091743e5dec/FELIPE%20LANGELLOTTI%20SILVA%20PMR11.pdf -
NLM
Silva FL. Otimização estrutural acoplada à interação fluido-estrutura de uma asa de aeronave tipo UAV [Internet]. 2011 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/72096d60-526c-405d-9f5a-3091743e5dec/FELIPE%20LANGELLOTTI%20SILVA%20PMR11.pdf -
Vancouver
Silva FL. Otimização estrutural acoplada à interação fluido-estrutura de uma asa de aeronave tipo UAV [Internet]. 2011 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/72096d60-526c-405d-9f5a-3091743e5dec/FELIPE%20LANGELLOTTI%20SILVA%20PMR11.pdf
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