Análise aeroelástica de flutter transônico com modelo de ordem reduzida baseado em resultados de CFD

• Processo: 22/01397-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: João Luiz Filgueiras de Azevedo
• Beneficiário: Ana Cristina Neves Carloni
• Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa. Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, AP.CEPID
• Assunto(s): Aeroelasticidade Dinâmica das estruturas Dinâmica dos fluidos computacional Modelos de ordem reduzida
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeroelasticidade | Flutter | modelo de ordem reduzida | Aeroelasticidade Computacional

Resumo

Os sistemas aeroelásticos consistem, basicamente, no acoplamento de um sistema aerodinâmico com um sistema dinâmico-estrutural. Análises aeroelásticas tradicionais implementam um processo iterativo entre ambos estes sistemas, de modo que variações paramétricas e condições de voo distintas necessariamente demandem o uso repetitivo do código de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Entretanto, esta abordagem é atualmente proibitiva, em termos de custo computacional, para aplicações mais realistas de engenharia em que consideram-se vários modos estruturais. Uma alternativa estratégica para transpor estes desafios são os modelos de ordem reduzida (ROM's), que consistem em modelos matemáticos simplificados que, essencialmente, capturam a dinâmica dominante do sistema aeroelástico. Dentre as razões pelas quais há atual interesse no desenvolvimento de ROM's, tem-se a capacidade de reduzir significativamente o custo computacional associado as simulações de CFD, a partir de métodos baseados na identificação de funções de transferência aerodinâmicas devido à aplicação simultânea de movimentos definidos por funções ortogonais. Adicionalmente, sua representação matemática é, por construção, apropriada ao uso em projetos preliminares e multidisciplinares. A interação fluido-estrutura depende fortemente das cargas aerodinâmicas não estacionárias para a previsão das condições de flutter e/ou de outros fenômenos aeroelásticos. Entretanto, em aplicações transônicas, a previsão destas cargas é dificultada pela presença de não linearidades aerodinâmicas. Desta forma, os ROM's a serem utilizados devem ser capazes de incluir, de alguma forma, estes efeitos não lineares em sua formulação. Neste contexto, o presente projeto de pesquisa tem por objetivo estudar, desenvolver e documentar modelos de ordem reduzida não lineares que sejam capazes de permitir análises aeroelásticas não lineares em regime transônico. O trabalho será construído a partir de um código desenvolvido in-house, denominado BRU2D, que é uma ferramenta de CFD já estabelecida no grupo de pesquisa do Laboratório de Aerodinâmica Computacional do DCTA/IAE. Conclusões e principais contribuições advindas do presente projeto de pesquisa serão documentadas e publicadas em eventos científicos e periódicos especializados pertinentes. (AU)