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Tipo de documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Experimental aerodynamics of a wing model with distributed propulsion in pusher configuration
Autor: Almeida Junior, Paulo Roberto Correa de
Primer orientador: Almeida, Odenir de
Primer miembro de la banca: Andrade, João Rodrigo
Segundo miembro de la banca: Souza Morais, Tobias
Resumen: O objetivo deste projeto é analisar o escoamento ao redor de uma asa com propulsão distribuída na configuração pusher em múltiplas posições, de forma a encontrar a configuração aerodinamicamente otimizada, através da aferição dos coeficientes de pressão, 𝐶𝑃, sustentação, 𝐶𝐿, e de arrasto, 𝐶𝐷. O modelo foi desenvolvido no software SolidWorks, manufaturado utilizando uma impressora 3D e testado em um túnel de vento subsônico de seção aberta do Centro de Pesquisa Aerodinâmica (CPAERO) na Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Três principais configurações foram testadas: com uma, duas e nenhuma hélice, permitindo analisar a influência de uma segunda hélice nos coeficientes aerodinâmicos da asa. Para fazer essa avaliação, a segunda hélice foi alocada em duas posições diferentes ao longo da envergadura da asa para se encontrar a posição cujos coeficientes aerodinâmicos fossem otimizados ao máximo, enquanto que a primeira hélice foi fixada próximo da raiz da asa. Testes adicionais utilizando apenas o sensor rake foram realizados para traçar o perfil de velocidades do escoamento não perturbado. Para este projeto, foi utilizado um modelo de semi-asa, duas hélices e dois motores de drone. Os resultados experimentais apontam que a força de sustentação é aumentada ao se acrescentar duas hélices; esse ganho é máximo quando a segunda hélice é afixada o mais próximo possível da ponta da asa, combatendo os vórtices de ponta de asa. Os efeitos de uma hélice pusher também incluem um adiamento no descolamento do fluido – o que pode ser notado durante alguns dos experimentos na forma de um aumento (em módulo) nos valores da distribuição do coeficiente de pressão em direção ao bordo de fuga da asa. Finalmente, o coeficiente de arrasto da asa parece ter sido reduzido devido à influência das hélices, o que era esperado devido à redução no arrasto induzido bem como pelo adiamento no descolamento do fluido.
Abstract: The goal of this project is to analyze the flow around a wing with distributed propulsion in pusher configuration in various positions, so that to find the aerodynamically-optimal configuration by assessing the pressure, 𝐶𝑃, lift, 𝐶𝐿, and drag, 𝐶𝐷, coefficients. The model was designed in SolidWorks software, manufactured using a 3D printer and tested in an open section subsonic wind tunnel from the External Aerodynamic Research Center (CPAERO) located in the Federal University of Uberlandia (UFU). Three main model configurations were tested: with one, two as well as no propeller, in order to assess the effect of attaching a second propeller on the aerodynamic coefficients of the wing. For this matter, the second propeller was affixed onto two different spanwise locations so that its optimal position could be assessed, while the first propeller was kept near the wing root. Additional tests using only a rake probe were made in order to get the velocity profile of the undisturbed flow. For this project, a half wing model, two propellers and two drone engines were used. The experiments suggest that the lift is increased when two propellers are affixed to the wing; this gain is strongest when the second propeller is placed closest to the wing tip, ameliorating the wing tip vortices. The effects of the propeller in the pusher configuration also include the delay in flow separation on the section near the propeller – which could be noticed during some of the experiments by an increase (in module) in the distribution values of the pressure coefficient towards the trailing edge of the wing. Finally, the drag coefficient of the wing seems to be reduced by the influence of the propellers, which is expected due to the decrease in the induced drag as well as the delay in the flow separation.
Palabras clave: Distributed propulsion
Clean wing
Wind tunnel
Rake probe
Aerodynamic coefficients
Pusher configuration
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::AERODINAMICA
Idioma: eng
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Cita: ALMEIDA JUNIOR, Paulo Roberto Correa de . Experimental aerodynamics of a wing model with distributed propulsion in pusher configuration. 2023. 106 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37212
Fecha de defensa: 2-feb-2023
Aparece en las colecciones:TCC - Engenharia Aeronáutica

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