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Simulação Numérica de um Veículo Aéreo

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Abstract(s)

Tendo como intuito responder a problemas de mobilidade, nomeadamente aqueles que se relacionam com o transporte de mercadorias em meio urbano, nasceu em 2014, na cidade da Covilhã, na região da Beira Interior, em Portugal, o projeto UrbLog que viria a evoluir para um Sistema de Transporte Aéreo Multifuncional sujeito a pedido de patente nacional e internacional. Os dirigíveis foram amplamente utilizados entre 1920 e 1930, tendo cessado essa utilização generalizada, após o desastre de ”Hindenburg”, a 6 de maio de 1937. Nos últimos anos, ressurgiu o interesse por este tipo de veículos, nomeadamente com o caso do P-791 da ”Lockheed Martin” ou o ”Hybrid Air Vehicles” (HAV) 304 ”Airlander”, a nível industrial. Estes dois projetos representam os chamados veículos dirigíveis híbridos, que obtêm a sua sustentação a partir do movimento do corpo pelo vento relativo, conjugado com a sustentação estática providenciada pelo hélio e ainda a sustentação direta obtida pelos rotores. Com o aumento exponencial da capacidade de processamento dos computadores, nomeadamente os pessoais, começou a ser possível simular diversos tipos de escoamento, inclusivamente escoamentos impossíveis de obter em túnel de vento. Este trabalho tem como objetivo obter as curvas de coeficiente de sustentação, de resistência aerodinâmica e de momento de arfagem para um veículo aéreo dirigível. É realizada uma revisão de literatura acerca da configuração de veículos dirigíveis, a fonte de todas as forças aerodinâmicas assim como as curvas típicas de cada um dos coeficientes avaliados. É também abordada a metodologia utilizada num estudo de Dinâmica de Fluidos Computacional, assim como os modelos de turbulência utilizados. No caso de estudo é referido o modo de implementação de uma estação de trabalho do zero, as definições aplicadas durante o processo de geração de malha e o modo como foram processadas as simulações em ”cluster”. [...]
Having the intention to respond to mobility issues, particularly those relating to the transport of goods in urban areas, it was born in 2014 in the city of Covilha, in the region of Beira Interior in Portugal, the UrbLog project that would evolve into a Multifunctional Air Transport System subject to national and international patent application. Airships were widely used between 1920 and 1930, and this widespread use ceased after the Hindenburg disaster on May 6, 1937. In recent years, interest in this type of vehicle has risen, particularly in the case of the P-791 of Lockheed Martin or the Hybrid Air Vehicles (HAV) 304 Airlander. These two projects represent the so-called hybrid airships vehicles, which obtain their lift from the movement of the body by the relative wind, conjugated with the static lift provided by the helium and also direct lift obtained by the rotors. With the exponential increase in processing power of computers, including personal, it began to be possible to simulate various types of flows, including impossible flows to obtain in the wind tunnel. The goal of this work obtains the lift, drag and pitching moment coefficients for a hybrid airship vehicle. A literature review is carried out on the airships vehicle configuration, the source of all aerodynamic forces as well as the typical curves of each coefficient. It is also discussed the methodology used in the Computational Fluid Dynamics studies, as well as the turbulence models used. In the case study is show how to implement a workstation from scratch, the settings applied during the meshing process and how the simulations were processed in the cluster. [...]

Description

Keywords

Coeficiente de Momento de Arfagem Coeficiente de Resistência Aerodinâmica Coeficiente de Sustentação Dinâmica de Fluidos Computacional Dirigíveis Híbricos

Pedagogical Context

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