Tese

Methodologies for designing, optimizing, and evaluating possible unconventional aircraft configurations for future civil aviation (2022)

• Authors:
  • Mosquera, Pedro David Bravo
  • Catalano, Fernando Martini (Orientador)
• Autor USP: MOSQUERA, PEDRO DAVID BRAVO - EESC
• Unidade: EESC
• Sigla do Departamento: SEM
• DOI: 10.11606/T.18.2022.tde-19122022-155409
• Subjects: DINÂMICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; TÚNEIS DE VENTO; AERODINÂMICA DE AERONAVES; PROJETO DE AERONAVES
• Keywords: Ingestão de camada limite; Otimização multidisciplinar de projeto
• Agências de fomento:
  • Financiamento CNPq
• Language: Inglês
• Abstract: Devido à evolução tecnológica e ao desenvolvimento de diversos projetos aeroespaciais ambientais, a comunidade aeronáutica vem implementando estratégias avançadas de projeto, visando encontrar configurações de próxima geração que permitam mitigar o impacto indesejável dos aviões no ambiente. Soluções não convencionais têm atraído a atenção de projetistas, e vários conceitos de aeronaves têm sido propostos para atingir metas ambiciosas. Dada a falta de experiência em projeto de aeronaves não convencionais, metodologias de otimização de projeto multidisciplinar (MDO) permitem entender o impacto de várias tecnologias, obtendo reduções no consumo de energia por passageiro-quilômetro além daquela proporcionada apenas pela configuração. Nesta tese, metodologias de otimização multifidelidade e multidisciplinar foram aplicadas para projetar uma aeronave comercial de próxima geração, que combina uma configuração Box-Wing com um sistema de propulsão por ingestão de camada limite (BLI). Este projeto tem quatro objetivos fundamentais: (i) Compreender as atuais questões de projeto, metodologias, e tendências em evolução de aeronaves não convencionais. Isto foi realizado através de uma compilação de informação na forma de revisão de literatura. (ii) Desenvolver um método de otimização de projeto multidisciplinar de baixa fidelidade para determinar as principais características geométricas, aerodinâmicas, de estabilidade, propulsão e desempenho da aeronave, com base em seus requisitos deprojeto e restrições. (iii) Realizar simulações de dinâmica de fluidos computacional (CFD) e experimentos em túnel de vento usando um modelo a escala da aeronave, a fim de realizar uma análise comparativa entre duas versões da mesma, sendo uma com ingestão de camada limite e outra sem ingestão de camada limite. (iv) Implementar um método de otimização de forma aerodinâmica de alta fidelidade para o conceito Box-Wing baseado nas equações de Reynolds- Averaged Navier-Stokes (RANS). A conclusão do esforço de pesquisa permitiu compreender os benefícios potenciais das diferentes tecnologias implementadas na aeronave em diferentes níveis de fidelidade física. Espera-se que tais dados sejam úteis na interpretação de que uma aeronave Box-wing acoplada a um sistema de propulsão BLI possa atender às demandas da aviação futura, fornecendo também resultados interessantes e muito encorajadores para o desenvolvimento de trabalhos futuros
• Imprenta:
  • Publisher place: São Carlos
  • Date published: 2022
• Data da defesa: 13.10.2022

Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2022.tde-19122022-155409 (Fonte: oaDOI API)
• Este periódico é de acesso aberto
• Este artigo é de acesso aberto
• URL de acesso aberto
• Cor do Acesso Aberto: gold
• Licença: cc-by-nc-sa

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How to cite

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• ABNT

  MOSQUERA, Pedro David Bravo. Methodologies for designing, optimizing, and evaluating possible unconventional aircraft configurations for future civil aviation. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-19122022-155409/. Acesso em: 03 jan. 2026.

• APA

  Mosquera, P. D. B. (2022). Methodologies for designing, optimizing, and evaluating possible unconventional aircraft configurations for future civil aviation (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-19122022-155409/

• NLM

  Mosquera PDB. Methodologies for designing, optimizing, and evaluating possible unconventional aircraft configurations for future civil aviation [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-19122022-155409/

• Vancouver

  Mosquera PDB. Methodologies for designing, optimizing, and evaluating possible unconventional aircraft configurations for future civil aviation [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-19122022-155409/

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