Este trabalho foca no desenvolvimento de um estudo do impacto aerodinâmico de asas de arqueamento variável no desempenho de uma aeronave regional. A variação do arqueamento sobre as asas é feito por deflexões independentes de flapes e ailerons de -5 a 5 com o objetivo de reduzir o arrasto total em vôo. Através da análise baseada no software Boundary Layer Wing Body (BLWF), foi verificado reduções em arrasto induzido, arrasto de onda e arrasto de compensação da empenagem horizontal. Foi organizado em uma matriz para cada par de CL e Mach a maior redução de arrasto atingida correspondente a uma determinada posição de flapes e aileron. Esta matriz corrige a polar de arrasto base da aeronave durante o cálculo do desempenho em vôo. Devido a predominância de rotas curtas no cenário regional mundial, o segmento de subida ganha notória importância no custo total de uma companhia aérea, sendo assim, um procedimento iterativo baseado em planejamento de experimentos foi desenvolvido com o intuito de otimizar o desempenho em subida da aeronave para cada uma das três missões típicas propostas, analisando o impacto dos ganhos do arqueamento variável. Para uma missão curta de 500nm a otimização do segmento de subida é responsável pela maior parte da economia de combustível. Em missões longas, a subida perde importância e ganhos na ordem de 1%-2% em consumo de combustível são verificados devido a redução do arrasto de onda em situações de vôo com elevados CL e Mach. Por fim, fica evidente a importância de uma correta escolha de schedule de subida em operações regionais devido a característica predominante de rotas curtas. Os ganhos de desempenho devido ao arqueamento variável fica mais evidente em vôos longos com alto Mach de cruzeiro devido a redução do arrasto de onda e conseqüente elevação do Mach de divergência.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9531_Bernardino Joaquim Quintas20160518-111059.pdf: 3678824 bytes, checksum: 914dcb3765da037568db119096db7d11 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / A produção de energia elétrica por meio de sistemas eólicos tem aumentado cada vez mais na esfera global com a atual visão em energia e ambiente. A eficiente integração de fontes de energia eólica em grande escala no sistema elétrico de potência é um grande desafio tanto para o mercado de eletricidade quanto para os operadores de sistema, que terão de lidar com a intermitência e incertezas na geração de energia eólica ao tomar suas decisões de escalonamento e despacho. A compreensão dos fatores que influenciam para a produção da potência convertida a partir do vento torna-se importante para que a energia extraída seja maximizada. A previsão de quanta energia deveria ser produzida, é importante para o mercado de energia, para equilibrar a sua produção. Embora os valores nominais de turbina sejam definidos na sua concepção, as condições locais e os parâmetros operacionais, bem como o sistema de controle, são fatores relevantes para entender eventuais perdas de potência. Desta forma, este trabalho busca compreender a configuração de um sistema de produção de energia elétrica por meio de um túnel aerodinâmico e uma turbina eólica interna para determinar as condições de extração controlada de potência elétrica. Com este propósito foi proposto o uso do modelo dinâmico levantado para se projetar e implementar um sistema de controle capaz de permitir a extração de potência da turbina eólica, para atendimento da demanda instantânea de energia. Na sequência do trabalho, levantaram-se o modelo estatístico e o modelo matemático referente à dinâmica de funcionamento da turbina eólica para prever a potência de saída.

Este trabalho descreve o ensaio aerodinâmico experimental de corpos rombudos constituídos por três modelos de ônibus construídos em madeira. Os ensaios tiveram como objetivo estudar experimentalmente a influência da inclinação da superfície frontal dos modelos sobre os coeficientes aerodinâmicos e sobre a distribuição de pressão nas diversa superfícies dos modelos. Uma mesa automobilística e medidores de pressão estática, e anemômetro de fio quente foram utilizados na medição. A visualização do escoamento na esteira foi conseguida com auxílios de fios de lã. Este trabalho consegui identificar algumas características que permitem o coeficiente de arrasto diminuir sem que os coeficientes de estabilidade do veículo fossem afetados.

O objetivo deste trabalho e o estudo experimental do escoamento sobre o modelo de um ônibus, de modo a tentar compreender sua configuração e influenciar as características de sua esteira. Um modelo de madeira com arestas vivas foi então construído e acoplado a uma placa plana, também construída de madeira. Esta, alem de servir como suporte, teve a função de simular as condições do solo durante os ensaios. Definimos esta placa plana como mesa automobilística. A partir deste modelo inicial, foram realiza das varias modificações, como arredondamentos destas arestas, para se verificar o comportamento do escoamento. A fixação de dispositivos defletores de escoamento em sua superfície, teve por objetivo estudar a influencia destes na formação da esteira. Tais modificações originaram vários modelos que foram ensaiados individualmente. Estes ensaios constituiram-se da distribuição depressão em torno dos modelos, da medição da forca de arrasto utilizando uma balança eletromecânica construída para esta finalidade, e do estudo da esteira que se forma na parte trasseira, utilizando-se anemometria de fio quente. O calculo do arrasto de base também foi realizado. Como técnica de visualização foram utilizados fios de lã fixados no modelo e na mesa automobilística, bem como de um dispositivo visualizador para a esteira. Com as modificações realizadas, o arredondamento das arestas da superfície frontal proporcionou uma efetiva redução do arrasto total, enquanto que a mais efetiva na diminuição do arrasto de base, foi a instalação de duas entradas de ar, uma em cada superfície lateral. Através de ensaios realizados, propomos uma configuração de escoamento para a esteira do modelo, formada por uma região de recirculação na parte inferior da superfície traseira, seguida do encontro, a uma distancia maior desta superfície, das camadas de cisalhamento livre provenientes das superfícies laterais do modelo.

Estágio realizado na Mota-Engil Engenharia / Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, 1990 / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 80412.pdf: 4870730 bytes, checksum: d3eca386b1fd33b27a67b0759d467cfc (MD5) Previous issue date: 1990 / O ruído proveniente de jatos industriais é um dos maiores contribuintes à perda auditiva ocupacional. O jato é utilizado nas indústrias para ejetar peças, secagem, limpeza e resfriamento de moldes, normalmente, em uma faixa de pressão de 3 a 8 bar. O objetivo principal deste trabaho é a redução de ruído de jatos industriais, baseado no conhecimentode suas características fundamentais, tais como: força total, vazão mássica e níveis de potência e pressão sonora totais. Verificou-se que a geração do ruído de jato livre é proveniente de uma distribuição de fontes quadropolo e que o ruído ocorre a partir de condições de escoamento turbulento, definindo-se para isso, a equação de Lighthill para ondas acústicas. Com isso percebeu-se que a redução na velocidade do jato causa um decréscimo no ruído gerado. Das medições de força de jato foi possível qualificar bocais ejetores e bocais para limpeza. As medições de vazão mássica forneceram importantes dados da velocidade dos jatos, sendo possível caracterizá-los como subsônicos e sônicos. Os bocais projetados nesta dissertação apresentaram ótimos resultados de redução de ruído com boas características de vazão e força, qualificando-os para atender a um mercado diversificado de utilização industrial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-03-15T04:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336502.pdf: 4613273 bytes, checksum: 02a43770f6825cdc155f3ab0706e6b95 (MD5) Previous issue date: 2015 / O jato turbulento na exaustão de motores é uma das principaisfontes de ruído em aviões. Este é um tema de pesquisa emaeroacústica em que os mecanismos de geração de ruído não sãocompletamente compreendidos. Alguns dispositivos de reduçãode ruído têm sido propostos e aplicados em motores de aviões,tais como tabs e chevrons. O presente trabalho se concentra naanálise comparativa entre os escoamentos turbulentos de jatossubsônicos gerados por bocais com e sem chevrons, através datécnica de anemometria de fio quente. O principal objetivo foicompreender o efeito do chevron no campo de escoamento do jatoe os mecanismos de redução de ruído atribuídos a estes bocais.Os resultados mostraram um aumento da intensidade turbulentaaxial na região inicial do jato (x/D < 2) com chevrons e umadiminuição desses níveis na região subsequente. O bocal comchevrons também provocou um maior espalhamento do jato e umacamada cisalhante mais espessa. Os espectros de potência daturbulência evidenciaram a existência de estruturas coerentes nojato, indicando que os chevrons afetam os níveis de energia dessasestruturas, principalmente para número de Strouhal igual a 0,3. <br> / Abstract : The turbulent jet issuing from engine exhaustion is one of themain sources of noise in an aircraft. This is a topic in the researchfield of aeroacoustics in which the sound generation mechanismsare not yet fully understood. However, some noise reductiondevices have been developed and applied in aircrafts, such as tabsand chevrons. The present work addresses a comparison betweenthe flow fields generated by nozzles with and without chevronsthrough hot-wire anemometry. The main goal was to understandthe chevron effect on the flow field and the noise reductionmechanisms attributed to such nozzles. The results have shown anincrease in axial turbulent intensity generated by the chevron in theinitial region of the jet (x/D<2) and a decrease in turbulent intensitylevels in the subsequent region. The chevron nozzle also increasedthe spreading of the jet and generated a thicker shear layer. Thepower spectral density showed the existence of coherent structuresin the jet and the chevron was found to affect the energy peaksassociated to these structures, specially at Strouhal number 0.3.

Os silos metálicos cilíndricos de chapa corrugada e cobertura cônica são as unidades mais utilizadas no Brasil para o armazenamento de produtos granulares. As principais ações variáveis que atuam sobre os silos são as pressões devidas aos produtos armazenados e ao vento, sendo esta ação crítica quando o silo se encontra vazio. Devido à grande eficiência estrutural da forma cilíndrica e à resistência elevada do aço, estas estruturas são leves e delgadas e, portanto, suscetíveis a perdas de estabilidade local e global e arrancamento. Com a finalidade de avaliar estes efeitos foram realizados estudos teóricos e experimentais sobre as ações do vento em silos. O trabalho foi desenvolvido com ensaios de modelos aerodinâmicos e aeroelásticos em um túnel de vento na Universidade de Cranfield, Inglaterra, com o objetivo de determinar os coeficientes aerodinâmicos no costado e na cobertura. Os resultados mostram que os valores dos coeficientes recomendados pela Norma Brasileira de vento, NBR 6123 (1990), são adequados para o costado. Para a cobertura cônica, como não são especificados pela NBR, são recomendados valores dos coeficientes aerodinâmicos determinados nos ensaios. Conclui-se também que a colocação externa das colunas é a favor da segurança e que o uso de anéis enrijecedores no costado é indicado e muito importante para a estabilidade local e global da estrutura do silo. / The steel cylindrical silos made of corrugated sheets with conical roofs are the most used units to the storage of granular materials. The main silo loads are the pressures due to the stored material and to the wind, being this action the critical one when the silo is empty. Due to the high efficiency of the cylindrical form and to the high strength of the steel, these structures are thin and light-weight and, as a consequence, susceptible to the loss of local and global stability and to the pull out of the structure. With the aim to assess these effects related to the wind loading in silos, some theoretical and experimental studies were conducted. The work was carried out with aerodynamic and aeroelastic models tested in a boundary layer wind tunnel in the University of Cranfield, England, with the objective to determine the aerodynamic coefficients of the cylinder and the conical roof. The results show that the coefficients of the Brazilian Code of wind loads, NBR 6123 (1990), are adequate to the cylinder. The coefficients to the conical roof are suggested based on our tests, considering that there are no values specified by the NBR. As well it is concluded that the outside columns is on the side of safety and it is indicated the use of wind rings attached to the cylinder, which are very important to the local and global stability of the silo structure.

A influência da fuselagem sobre a posição do centro aerodinâmico da asa é complexa e deve ser considerada nos cálculos de equilíbrio e estabilidade estática longitudinal da aeronave. Este trabalho apresenta uma análise comparativa para indicar o mais preciso dentre sete métodos teóricos para prever esta influência, em condições de baixa velocidade, utilizando seis configurações de modelos de asa mais fuselagem em escala reduzida, com proporções dimensionais características da aviação leve. Mediram-se os coeficientes de momento e sustentação para cada configuração, através de ensaios em túnel de vento de baixa velocidade, circuito aberto e seção de testes fechada. Calcularam-se as posições experimentais do centro aerodinâmico através da distância do eixo de rotação da balança ao bordo de ataque da asa e derivadas do coeficiente de momento em relação ao coeficiente de sustentação. Aplicaram-se os métodos teóricos às configurações. Os resultados demonstram que a maioria dos métodos prevê comportamentos na variação da posição do centro aerodinâmico semelhantes aos obtidos experimentalmente e apontados na revisão da literatura. A análise dos resultados teóricos ante os experimentais aponta o método descrito em Engineering Sciences Data Unit (1996a) como o mais preciso. / The fuselage influence on the wing aerodynamic center is complex and must be considered within longitudinal static stability and equilibrium calculations of the airplane. This work presents a comparative analysis to indicate the most accurate between seven theoretical methods that predict this influence, at low speed conditions, using six configurations of wing-fuselage reduced scale models, with the dimensional proportions found in light aviation. The moment and lift coefficients have been measured by experiments in a low speed open circuit wind tunnel with a closed test section. The experimental aerodynamic center positions have been found by the distance of the balance trunnion to wing leading edge and the derivation of the moment coefficient relative to the lift coefficient. The theoretical methods have been applied to all configurations. The results show that most of the methods predict variations in aerodynamic center position in the same way as those obtained in experimental results and shown in the literature review. The analysis between theoretical and experimental results indicates the method from Engineering Sciences Data Unit (1996a) as the most accurate.

A computional model is developed for prediction of noise emission from na existing or new turbofan engine. This model allows the simulation of noise generation from high bypass ratio turbofan engines, appropriate for use with computational programs for gas turbine performance developed at ITA. Analytical and empirical methods are used for spectrum shape, spectrum level, overall noise and free-field directivity noise. The most significant noise sources in turbofan engines are modeled: fan, compressor, combustion chamber, turbine, jet (separate streams or mixed jet), with corrections for forward speed, atmospheric attenuation, ground reflection, and nacelle acoustic treatment (perforate liners). The procedures for component noise prediction are combined to yield total turbofan engine noise emission, as a funtion of engine operation condition and of observer (distance and directivity angle).