Publication
Aero-structural wing analysis using a vortex, lattice method coupled with an equivalent plate model
| dc.contributor.advisor | Gamboa, Pedro Vieira | |
| dc.contributor.author | Santos, Pedro Daniel da Rocha | |
| dc.date.accessioned | 2015-06-30T13:40:09Z | |
| dc.date.available | 2015-06-30T13:40:09Z | |
| dc.date.issued | 2011 | |
| dc.date.submitted | 2011-10 | |
| dc.description.abstract | The present work describes the integration of a non-linear Vortex Lattice Method (VLM) aerodynamic solver and an Equivalent Plate Model (EPM) structural solver, culminating in an Aero-Structural tool capable of analyzing wings. The aerodynamic and structural tools used in the Aero-Structural solver are described and validated, using experimental and numerical data. The aerodynamic model is expanded with the decambering approach, in order to allow for non-linear wing characteristics to be computed. This solver showed good agreement with experimental data both in linear and in non-linear regimes. The structural solver revealed good agreement with Finite-Element calculations, in both static load deformation and modal analysis. After describing and validating the two disciplines, the coupling between aerodynamic and structural solvers is described. A rectangular wing composed of skins, spars and ribs is analyzed using the present Aero-Structural solver. An experimental validation of the program developed is carried out. To accomplish this, a rectangular wing made with aluminum and PVC foam is built and tested in a wind tunnel. To measure wing deformations under aerodynamic loading, an in-house fully automated measurement system was developed using a laser measuring sensor and linear-guides actuated by stepper motors. The results showed a general good agreement between the deformation calculated with the numerical model and the data collected from wind tunnel testing. Some sources of experimental errors are identi ed and some enhancements are proposed. | por |
| dc.description.abstract | O presente trabalho descreve a integração de uma ferramenta de análise aerodinâmica baseada no Método da Folha de Vórtices (VLM) e uma ferramenta de análise estrutural baseada no modelo de Placa Equivalente (EPM), culminando numa ferramenta Aero-Estrutural, capaz de analisar asas. As ferramentas de análise aerodinâmica e estrutural são descritas e validadas, utilizando dados experimentais e numéricos. O modelo aerodinâmico é ampliado, de modo a permitir o cálculo das características não-lineares da asa. Esta ferramenta de análise mostrou boa concordância com dados experimentais, tanto em análises lineares como não-linear. A ferramenta estrutural revelou boa concordância com análises em elementos finitos, tanto no caso de deformação com aplicação de carga estática, como numa análise modal. Após descrever e validar as duas disciplinas, o acoplamento entre estas é descrito. Uma asa rectangular, composta por uma casca, longarinas e nervuras, é analisada recorrendo à ferramenta Aero-Estrutural desenvolvida. Para além desta análise, uma validação experimental do programa foi levada a cabo. Para atingir este fim, uma asa rectangular feita em alumínio e espuma de PVC é construída e testada em túnel de vento. Com vista a medir as deformações impostas pelo carregamento aerodinâmico da asa, um sistema de medição totalmente automatizado foi desenvolvido, usando um sensor de medição laser e guias lineares accionadas por motores de passo. Os resultados mostraram uma boa concordância entre a deformação calculada com o modelo numérico e os dados recolhidos a partir de testes de túnel de vento. Algumas fontes de erros experimentais são identificadas e alguns melhoramentos são propostos. | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/3671 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.subject | Análise aerodinâmica - Aeronáutica | por |
| dc.subject | Teoria da folha de vórtices - Aeronáutica | por |
| dc.subject | Teoria da placa equivalente - Aeronáutica | por |
| dc.subject | Análise aéro-estrutural - Aeronáutica | por |
| dc.subject | Análise estrutural - Aeronáutica | por |
| dc.title | Aero-structural wing analysis using a vortex, lattice method coupled with an equivalent plate model | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.discipline | Engenharia Aeronáutica | por |
| thesis.degree.level | Mestre | por |
| thesis.degree.name | Dissertação apresentada à Universidade da Beira Interior para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Aeronáutica | por |
Files
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 1.71 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: