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
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2022
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeroelasticidade | distribuição de carregamentos | Método dos Elementos Finitos | teoria da linha sustentadora | Teoria de vigas | Cargas; Aeroelasticidade

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)