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Determinação via MEF da configuração de equilíbrio de superfícies aerodinâmicas flexíveis utilizando o modelo da linha sustentadora e o modelo de vigas de Euler-Bernoulli

Processo: 21/02362-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de maio de 2021
Vigência (Término): 30 de abril de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
Pesquisador responsável:Ricardo Afonso Angélico
Beneficiário:Murilo Caetano da Silva
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Estrutura de aeronaves   Aeronaves   Aeroelasticidade   Aerodinâmica   Método dos elementos finitos   Método de Galerkin

Resumo

O aumento do alongamento das asas de aeronaves comerciais, a incorporação de novos materiais e o uso de estruturas mais delgadas resultam em superfícies aerodinâmicas que apresentam maior flexibilidade, em comparação às aeronaves de gerações anteriores a essas tecnologias. O aumento da flexibilidade altera o comportamento aeroelástico em relação às configurações rígidas. Dessa forma, há a necessidade de modelos que considerem a sinergia entre os comportamentos aerodinâmico e estrutural. O objetivo deste projeto de pesquisa é determinar a configuração de equilíbrio de superfícies aerodinâmicas flexíveis a partir do acoplamento entre modelos aerodinâmico e estrutural. O modelo aerodinâmico é baseado na Teoria da Linha Sustentadora e a aproximação do campo de circulação é descrita por uma função linear por partes. O modelo estrutural consiste do modelo de viga de Euler-Bernoulli e utiliza uma base de funções polinomiais para descrição dos deslocamentos e giros. A discretização de ambos os problemas com a mesma estratégia numérica, viz. Método de Galerkin, permite obter um elemento finito que possui graus de liberdade aerodinâmicos (circulação) e estruturais (deslocamentos e giros). As rotinas serão implementadas em Python utilizando programação orientada a objetos. Os resultados do modelo serão comparados com resultados reportados na literatura. Ao final desse projeto, é esperado um modelo monolítico que descreva o comportamento aeroelástico estático de asas finitas. (AU)

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