The objective of this work is to present a methodology to predict the maximum lift of clean twisted wings. To this end, a methodology that couples aerodynamic input data from airfoils with a modified Weissinger method is implemented in a computational tool package. The model considers wings with break, sweep, and dihedral, whereas geometric and aerodynamic twists are properly considered by means of an interpolation technique. The analysis and validation procedure of the methodology is presented. A comparison with available data confirms both robustness and accuracy of the proposed numerical method.

A modelagem matemática do escoamento sobre asas através da Teoria da Linha Sustentadora possibilita a compreensão do fenômeno físico e serve como estimativa preliminar dos coeficientes aerodinâmicos da asa. O modelo clássico de Prandtl da linha sustentadora ainda é empregado atualmente devido à relativa simplicidade e por apresentar bons resultados para asas retas, perfis variados e de área em planta generalizada. Entretanto, para asas com enflechamento o modelo de Prandtl não possibilita a predição correta da distribuição de circulação, resultando em erros nos coeficientes aerodinâmicos cada vez maiores na medida em que o enflechamento aumenta. Neste trabalho, realiza-se uma revisão acerca dos modelos baseados na Teoria da Linha Sustentadora presentes na literatura e implementam-se adaptações do modelo clássico a fim de predizer a distribuição de circulação de uma asa enflechada. Foram propostos três modelos: duas formulações lineares com diferentes condições de contorno e um modelo não linear. Através dos modelos foi possível observar a distribuição de circulação ao longo da envergadura da asa. Utilizando o modelo fundamentado na Linha Sustentadora de Prandtl, foi possível obter resultados condizentes com a literatura para enflechamentos pequenos e/ou com elevados valores de alongamento. O modelo linear da Linha Sustentadora Estendida de Weissinger possibilitou a obtenção de resultados mais coerentes para asas com enflechamentos e/ou alongamentos pequenos. O modelo não linear para a Linha Sustentadora de Prandtl mostrou resultados coerentes com a literatura para casos específicos, porém requereu maior esforço para calibração dos parâmetros numéricos de simulação.

O projeto aerodinâmico de uma asa segue determinados processos bem definidos: a otimização da forma em planta para a missão desejada, a otimização da perfilagem para a forma em planta otimizada, e a otimização dos dispositivos hiper-sustentadores para a asa de cruzeiro. Todas estas etapas são cumpridas em série de forma que resultados altamente interdependentes são otimizados separadamente. Neste trabalho é proposto o acoplamento das duas primeiras etapas do projeto aerodinâmico de uma asa de cruzeiro. A perfilagem e a forma em planta de uma asa são simultaneamente otimizadas com o objetivo de maximizar a razão L/D e o máximo coeficiente de sustentação. Para tanto, é adotada uma nova forma de parametrização geométrica proposta por (KULFAN & BUSSOLETTI, 2006), pela qual é possível a representação geométrica de uma asa completa por meio de uma quantidade extremamente reduzida de parâmetros, aumentando assim a eficiência e a velocidade da otimização. Também são propostas modificações para a parametrização de forma a torná-la ainda mais robusta e diminuir ainda mais a quantidade de parâmetros necessários. As análises aerodinâmicas são realizadas por meio do código Boundary Layer Wing-Fuselage, BLWF, e os processos são integrados utilizando o ambiente de otimização modeFrontier. Foram testados algoritmos de otimização baseados no método SIMPLEX e em Algoritmos Genéticos em otimizações mono-objetivo e multi-objetivo. Os resultados mostram que, para objetivos concorrentes, otimizadores baseados em algoritmos genéticos são mais eficientes na localização do máximo global, conseguindo aumentar consideravelmente a razão L/D de uma configuração. Pode-se observar que nas otimizações multi-objetivos, a geometria das asas ótimas obtidas são bastante semelhantes à geometria de asa de aeronaves regionais. Também foi possível observar que o acoplamento da forma em planta com a perfilagem durante a otimização causou um ajuste do máximo coeficientes de sustentação bi-dimensional e dos coeficientes de sustentação locais da asa com o objetivo de redução de arrasto.

O objetivo deste trabalho é a apresentação de um método prático para a obtenção das características aerodinâmicas de asas variando diversas propriedades geométricas. O método apresentado visa ser aplicado em tarefas relacionadas ao projeto de aeronaves utilizando métodos de otimização multidisciplinar e em investigações onde o fator consumo computacional versus precisão dos resultados seja fundamental. Para atingir estes objetivos, foi implementada uma metodologia que tem como base de cálculo o modelo da linha sustentadora estendida apresentado por Weissinger. O modelo possibilita o cálculo de asas variando o enflechamento, alongamento, afilamento e torção, entre outros parâmetros. Somado a um conjunto de correções e o uso de outras metodologias aplicadas em sub-rotinas, o método apresenta-se como uma ferramenta rápida e que fornece bons resultados quando comparada com outras metodologias similares utilizados na atualidade. Neste trabalho, são apresentadas a fundamentação teórica, análises de convergência e resultados comparativos com a teoria e testes experimentais, que em conjunto, demostram as capacidades e aplicabilidades do mesmo.

This work deals with several computational methodologies for the aeroelastic study of flexible aircraft wings on a preliminary design phase. An in-house vortex lattice method code named VLM4FW has been implemented with correction of sidewash and backwash effects to take into account the aeroelastic deformation of the wing in bending and torsion. In addition, corrections on the spanwise distribution of induced drag based on the cross-flow energy in the wake have been included. This code has been also programmed to be coupled in a co-simulation scheme with Abaqus for aeroelastic geometrical non-linear simulations and compute steady flight loads. Then, based on the deformed wing configuration new natural frequencies and mode shapes are extracted in MSC.Nastran with the solution sequence SOL 103. Flutter studies are next performed using the ZONA6 g-Method in ZAERO to analyze the dynamic aeroelastic instability and evaluate the results compared to the undeformed initial wing shape. Several case studies have been adopted to validate the VLM4FW program with rigid and flexible wings, such as the AE-249 and GNBA aircraft. Depending on the wing aspect ratio and flexibility, the results obtained give a clear idea of how important is the deformed configuration for the study of dynamic aeroelastic instabilities. The fact of considering the initial wing shape to perform a flutter analysis can lead to large errors in the estimated critical speeds, and even worse, overestimate the real values. Flutter analyses based on geometrical nonlinear deformed wings are assumed to be conservative for the preliminary design condition and are expected to provide better results as technological advances introduce higher aspect ratios on very flexible wings.

A segurança do espaço aéreo pode aumentar consideravelmente com o uso de operações de espaçamento e separação aerotransportados. Sob este paradigma, a tarefa de manter distância em relação a outras aeronaves é delegada aos pilotos, que contarão com o Sistema de Assistência de Separação Aerotransportado (ASAS). Com este sistema, ainda em fase experimental, os pilotos tornam-se cientes dos riscos do tráfego circundante com até 15 minutos de antecedência, sem necessitar de auxílio dos controladores de tráfego aéreo. Esta antecedência é muito maior que a do atual sistema anti-colisão (TCAS), que é de menos de 1 minuto. O sistema ASAS utiliza uma tecnologia de comunicação mais avançada que a tecnologia do transponder modo C, utilizado atualmente pelo sistema anti-colisão. O novo sistema ASAS está sendo desenvolvido intensivamente no Eurocontrol e em outras iniciativas nos Estados Unidos da América, e funcionará em conjunto com o atual sistema anti-colisão, proporcionando redundância, ou seja: se o antigo sistema falhar, o novo ainda pode emitir um alerta, ou vice-versa. O presente trabalho de pesquisa aborda a aplicação do ASAS para aumentar a precisão do espaçamento entre aeronaves que chegam sequencialmente a um determinado aeroporto, por meio de um formalismo matemático denominado \"Rede de Petri Estocástica e Dinamicamente Colorida\", com a obtenção de dados quantitativos sobre o risco de acidente. Esses dados indicam que o risco de acidente é significativamente menor com o uso do ASAS do que sem o uso do ASAS. / The safety in the airspace can considerably increase with the use of airborne spacing and separation operations. Under this paradigm, the task of maintaining a safe distance between aircraft is delegated to the pilots, which will be supported by the Airborne Separation Assistance System (ASAS). With this system, which is still in experimental phase, pilots become aware of the surrounding air traffic risks with up to 15 minutes in advance, without the help of air traffic controllers on the ground. This antecedence is much greater than the one provided by the current Traffic Collision Avoidance System (TCAS). ASAS uses a more advanced communication technology than Mode-C transponder, broadly used in the current civil aviation for collision avoidance purposes. The development of ASAS is being carried out intensively in Eurocontrol and in other initiatives in the United States of America, and this novel system is intended to work in parallel with the current collision avoidance systems, acting as safety nets. The present study approaches the ASAS application to improve the precision of spacing between aircraft that sequentially arrive at an airport, using the so called mathematical formalism \"Stochastically and Dynamically Coloured Petri Net\", for evaluating quantitative data about accident risk. These data indicate that the accident risk is significantly smaller when aircraft pairs use ASAS Spacing than when aircraft pairs do not use ASAS Spacing.

A segurança do espaço aéreo pode aumentar consideravelmente com o uso de operações de espaçamento e separação aerotransportados. Sob este paradigma, a tarefa de manter distância em relação a outras aeronaves é delegada aos pilotos, que contarão com o Sistema de Assistência de Separação Aerotransportado (ASAS). Com este sistema, ainda em fase experimental, os pilotos tornam-se cientes dos riscos do tráfego circundante com até 15 minutos de antecedência, sem necessitar de auxílio dos controladores de tráfego aéreo. Esta antecedência é muito maior que a do atual sistema anti-colisão (TCAS), que é de menos de 1 minuto. O sistema ASAS utiliza uma tecnologia de comunicação mais avançada que a tecnologia do transponder modo C, utilizado atualmente pelo sistema anti-colisão. O novo sistema ASAS está sendo desenvolvido intensivamente no Eurocontrol e em outras iniciativas nos Estados Unidos da América, e funcionará em conjunto com o atual sistema anti-colisão, proporcionando redundância, ou seja: se o antigo sistema falhar, o novo ainda pode emitir um alerta, ou vice-versa. O presente trabalho de pesquisa aborda a aplicação do ASAS para aumentar a precisão do espaçamento entre aeronaves que chegam sequencialmente a um determinado aeroporto, por meio de um formalismo matemático denominado \"Rede de Petri Estocástica e Dinamicamente Colorida\", com a obtenção de dados quantitativos sobre o risco de acidente. Esses dados indicam que o risco de acidente é significativamente menor com o uso do ASAS do que sem o uso do ASAS. / The safety in the airspace can considerably increase with the use of airborne spacing and separation operations. Under this paradigm, the task of maintaining a safe distance between aircraft is delegated to the pilots, which will be supported by the Airborne Separation Assistance System (ASAS). With this system, which is still in experimental phase, pilots become aware of the surrounding air traffic risks with up to 15 minutes in advance, without the help of air traffic controllers on the ground. This antecedence is much greater than the one provided by the current Traffic Collision Avoidance System (TCAS). ASAS uses a more advanced communication technology than Mode-C transponder, broadly used in the current civil aviation for collision avoidance purposes. The development of ASAS is being carried out intensively in Eurocontrol and in other initiatives in the United States of America, and this novel system is intended to work in parallel with the current collision avoidance systems, acting as safety nets. The present study approaches the ASAS application to improve the precision of spacing between aircraft that sequentially arrive at an airport, using the so called mathematical formalism \"Stochastically and Dynamically Coloured Petri Net\", for evaluating quantitative data about accident risk. These data indicate that the accident risk is significantly smaller when aircraft pairs use ASAS Spacing than when aircraft pairs do not use ASAS Spacing.

Los flujos Morse-Smale constituyen la clase de los flujos más simples entre los estructuralmente estables. El estudio de este tipo de flujos, como el de otros flujos genéricos, está dirigido a su clasificación topológica. La caracterización topológica del conjunto de órbitas periódicas de un sistema Morse-Smale No Singular (en adelante, NMS), sobre la esfera S3 ha sido realizado por M. Wada. Aunque esto ha supuesto un paso muy importante en el estudio cualitativo de los sistemas NMS, la variedad sobre la que se estudia es muy restrictiva, por lo que es interesante hacer un estudio análogo sobre otras variedades tridimensionales .Dado que resultados previos de J.W. Morgan y D. Asimov asocian los centros de los toros en una descomposición en asas redondas de una variedad tridimensional con las órbitas periódicas del flujo NMS, y que cada órbita periódica de un sistema dinámico continuo sobre una variedad de dimensión tres puede considerarse como un nudo, estudiaremos la dinámica del sistema aplicando resultados de Teoría de Nudos sobre las cadenas formadas por las órbitas periódicas del flujo NMS. Por tanto, nuestro primer objetivo es obtener la descomposición en asas redondas de la variedad, encontrando todas las posibles asas ampliadas en S2xS1.A partir de esta descomposición en asas redondas de la variedad, se obtiene la caracterización topológica del conjunto de órbitas periódicas de un sistema NMS sobre S2xS1 en términos de siete operaciones sobre cadenas de órbitas periódicas con índice, cadenas y órbitas que pueden ser locales o globales en la variedad.A continuación se lleva a cabo un estudio de los flujos NMS en S2xS1 con pocas órbitas y asociado a las operaciones previamente descritas. Asimismo, se define la suma conexa de flujos sobre variedades que son, a su vez, suma conexa de las variedades sobre las que están definidos los flujos respectivos. Además, se presta especial atención al flujo NMS asociado a asas ampliadas provenientes de pegadas esenciales de asas, cuya relevancia es notoria en el caso en que S2xS1 sea espacio de fases de un sistema Hamiltoniano integrable con una integral primera no degenerada, llamada integral de Bott.S2xS1 es interesante también, desde otro punto de vista, ya que aparece como espacio de fases de sistemas Hamiltonianos Bott integrables que modelizan casos prácticos de Mecánica Celeste, tales como el problema de Dos Centros Fijos. En nuestro estudio de este problema demostramos que el espacio de fases global es, para algunos valores de la energía, la variedad S2xS1. La caracterización topológica del conjunto de órbitas periódicas obtenida previamente permite estudiar las operaciones sobre cadenas con índices que generan las cadenas de órbitas periódicas del problema de Dos Centros Fijos y el tipo de flujos a que dan lugar.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1378872 bytes, checksum: ba74dcc33082019157e38be00610522d (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to compare the body measurements of two species of frugivore bats (Artibeus planirostris and Artibeus cinereus) that co-occur in the Biological Reserve Guaribas, State of Paraiba, Brazil. A total of 118 individuals collected in mist net between June and October 2013 were analyzed. Body mass, wingspan, the length of the wing bones and tibia of 65 A. planirostris and 53 A. cinereus were measured. The two species showed sexual dimorphism in size, with females significantly larger than males. Regressions (SMA) between morphometric variables for both species tend to differ significantly from isometry, indicating that there were differences in form between these two species, a result confirmed by discriminant analysis. Wing measures tended to grow less than expected in relation to body mass, which may be an adaptation to reduce drag and allow higher speeds flying in larger individuals. Furthermore, there was a positive correlation between body mass and aspect ratio, which suggests a tendency to narrowing of the wings in larger individuals (another adaptation that allows faster flight). Unlike the wing, the tibia in both species increased in size more than expected with increased body mass. This process may be related to increased investment in the tibia in order to support the increasing weight gain in larger bats. / O objetivo deste trabalho foi comparar as medidas corporais de duas espécies de morcegos frugívoros (Artibeus planirostris e Artibeus cinereus) que co-ocorrem na Reserva Biológica Guaribas, Estado da Paraíba, Brasil. Foi analisado um total de 118 indivíduos coletados em rede de neblina entre junho e outubro de 2013. Foram medidos a massa corporal, a envergadura, o comprimento dos ossos das asas e a tíbia de 65 A. planirostris e 53 A. cinereus. As duas espécies apresentaram dimorfismo sexual de tamanho, sendo as fêmeas significativamente maiores que os machos. Regressões (SMA) entre as variáveis morfométricas para as duas espécies na sua maior parte diferiram significativamente da isometria, indicando que houve diferença de forma, um resultado corroborado pela análise discriminante. As medidas de asa tenderam a crescer menos que o esperado em relação à massa corporal, o que pode indicar uma adaptação para reduzir o arrasto e permitir maiores velocidades de vôo nos indivíduos de maior tamanho. Além disso, foi encontrada uma correlação positiva entre a massa corporal e a Razão do Aspecto, o que sugere uma tendência para o estreitamento das asas em indivíduos de maior tamanho (outra adaptação que permite um vôo mais rápido). Ao contrário da asa, a tíbia nas duas espécies aumentou de tamanho mais do que o esperado com o aumento da massa corporal. Esse processo pode estar relacionado ao maior investimento na tíbia, a fim de sustentar o crescente ganho peso nos morcegos de maior porte.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-11-30Bitstream added on 2014-06-13T20:43:06Z : No. of bitstreams: 1 venturini_gc_dr_jabo.pdf: 246849 bytes, checksum: 411f4a27ffacb189be9c2883de84cb21 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em linhagens de frangos de corte, pesquisas têm sido realizadas para identificar marcadores moleculares responsáveis pela variação fenotípica de características de interesse econômico para auxiliar os procedimentos de seleção. Neste trabalho, o objetivo foi estudar a associação do gene ALFA ACTINA1 com 68 características de desempenho, carcaça e órgãos e estimar parâmetros genéticos para peso corporal aos 42 dias de idade (PV42), órgãos e partes da carcaça para fornecer subsídios ao programa de melhoramento genético de uma linhagem paterna de frangos de corte, selecionada principalmente para PV42. Os dados utilizados foram provenientes da Embrapa Suínos e Aves, Concórdia, SC. As análises de associação genética entre as características estudadas e a ALFA ACTINA1 foram conduzidas pelo método de máxima verossimilhança, considerando quatro modelos de análise. A análise de validação foi realizada por meio de um modelo misto que incluiu o efeito aleatório de animal (poligenes), os efeitos fixos de sexo (2 níveis), incubação (5 níveis) e do SNP (3 níveis), além do erro aleatório. A estimação de parâmetros genéticos foi realizada pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal multicaracterística para PV42 com características que foram significativamente (p<0,05) associadas com o marcador molecular e com um segundo conjunto de dados que incluiu pesos de carcaça resfriada, de fígado, de coração, de moela e os pesos da asa, das carnes da coxa, da sobrecoxa e do peito, peso do dorso e do filé do peito. O modelo geral utilizado para estimar os parâmetros genéticos incluiu o efeito fixo de grupo incubação-sexo e efeitos aleatórios aditivo e residual. Efeitos aditivos verificados pela substituição alélica do gene ALFA ACTINA1 estão associados com rendimentos da carne do peito (RCPT), do... / In broilers strains, research has been conducted to identify molecular markers responsible for phenotypic variation in traits of economic interest to help the selection procedures. In this work, the aim was to study the association of ALPHA ACTIN1 gene with 68 traits of performance, carcass and organs and to estimate genetic parameters for body weight at 42 days of age (BW42), organs and parts of the carcass to provide tools for the poultry breeding program of a paternal broiler strain and it has been selected mainly for BW42. The data used were from Embrapa Swine and Poultry, Concordia, SC. The analysis of genetic association between traits studied and ALPHA ACTIN1 were conducted by the method of maximum likelihood, considering four models of analysis. The validation analysis was performed using a mixed model that includes the random effect of animal (polygenes), fixed effects of sex (2 levels), incubation (5 levels) and SNP (3 levels) in addition to random errors. The estimation of genetic parameters was obtained by the method of restricted maximum likelihood under animal model multitrait for BW42 with traits significant affected (p<0.05) by the genetic marker and with a second dataset that included cold carcass weight (CW), live (LW), heart (HW), gizzard (GW) and wing (WW), thigh meat (TMW), drumstick (DW) and meat breast muscle (BMW), back (BW) and breast fillet (BFW) weights. The general model used for genetic parameters estimation included the fixed effect of group sex-incubation and effects random additive and residual. Additive effects verified by allelic replacement of ALPHA ACTIN1 gene associated with breast meat yield (BMY), liver yield (LY) and weights at 35 days of age (BW35), skin of drumstick (SDW), DW and BMW. Heritability estimates for these traits beyond BW42 ranged from 0.24 ± 0.06 (LY) to 0.45 ± 0.08... (Complete abstract click electronic access below)