Análise numérica da aerodinâmica de um VANT do tipo dirigível.

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Tipo
TCC
Data
2020-07
Autores
Schöne, Stephan
Nuzzi Garcia, Vitor
Orientador
Angelo, Edvaldo
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Programa
Resumo
Dirigíveis são aeronaves que utilizam como elemento gerador de sustentação um reservatório contendo um gás com densidade menor que o ar. Os Veículos Aéreos não Tripulados (VANTs) são aeronaves remotamente controladas, conhecidas popularmente como drones. O objetivo deste trabalho é obter entre os formatos propostos de um VANT tipo dirigível o de melhor desempenho aerodinâmico. O estudo se desenvolve por meio de simulações numéricas de um dirigível de um tamanho compatível com um drone para aplicação de vigilância, obtidos através do emprego de um software comercial ANSYS CFX®. Os dados obtidos pelo software de oito geometrias distintas foram comparados com os dados de duas geometrias base. As duas geometrias base fazem referência a um formato aerodinâmico de gota de água, mas se diferenciam em seu término. Um formato base termina em ponta e o outro é arredondado. O formato geométrico mais aerodinâmico da superfície do VANT é definido, portanto, pelo menor valor da força de arrasto obtido através das simulações, assim diminuindo a resistência do ar e melhorando consumo de energia para o seu deslocamento. As comparações entre os resultados foram capazes de apontar a geometria mais adequada entre as estudadas.
Airships are aircraft that use a reservoir containing a gas with a density lower than air as a support generating element. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are remotely controlled aircraft, popularly known as drones. The aim of this work is to obtain among the suggested formats for an airship of the UAV type, the one that has the better aerodynamic performance. The study develops with the usage of numerical simulations of an airship for the dimensions suitable for a drone with surveillance implementation, obtained with the employment ANSYS CFX® commercial software. The data obtained by the software from eight different geometries were compared with the data from two basic geometries. The two base geometries refer to an aerodynamic shape of a drop of water but differ in their ending. One base format ends as the tip and the other is rounded off. The most aerodynamic geometric shape of the UAV's surface is therefore defined by the lower value of the drag force obtained through the simulations, there for reducing air resistance and improving energy consumption for its displacement. The comparisons between the results pointed out the most suitable geometry between those studied.
Descrição
Palavras-chave
VANT , formato de dirigível , eficiência aerodinâmica , aplicação de vigilância , simulações numéricas computacionais , UAV , airship shape , aerodynamic efficiency , surveillance application , computational numerical simulations
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