O objetivo desta pesquisa é o estudo do uso potencial de multi-winglets adaptativas para obter reduções no arrasto induzido através da variação do diedro das winglets. Os vórtices gerados nas pontas das asas são um produto inevitável da presença da sustentação, ou seja, é um custo a pagar pela força que mantém as aeronaves no ar. Diferentes estudos têm demonstrado que o escoamento presente nas pontas das asas pode ser redirecionado usando pequenas superfícies aerodinâmicas reduzindo assim o arrasto induzido. O modelo testado era constituído por uma asa retangular construída a partir de um perfil NACA 653 - 018 dotado de três winglets tipo \"tip-sails\", que são pequenas asas sem enflechamento ao 25% da corda. Os testes realizados foram para um regime de Número de Reynolds de 357.000. Os resultados foram analisados através da análise da sustentação, arrasto e mapeamento da esteira através da técnica de anemometria de fio quente. / The aim of this research is the study of the potential use of adaptive multi-winglets to reduce induced drag through variations of winglet cant angles. The vortices generated at the wing tips are an inevitable product of the presence of lift, that is, they represent the price paid for the presence for the force that keeps the aircraft in the air. Different studies have shown that the flow over the wing-tip can be redirected using small aerodynamics surfaces, thereby reducing the induced drag. The model tested is composed of a rectangular wing using a NACA 653 - 018 profile with three winglets called \"tip-sails\", which are small wings without sweep at 25% chord. The tests were made at a Reynolds number of 350,000. The results are analyzed in terms of lift and drag and mapping of the wake using hot wire anemometry techniques.

O presente trabalho tem por finalidade a obtenção de curvas que regem o comportamento estático da sustentação e arrasto de uma asa em função da variação de seu câmber através do uso do flape de bordo de ataque, com base em resultados experimentais obtidos em túnel de vento. O estudo inclui uma revisão sobre o uso de flapes de bordo de ataque e uma descrição dos ensaios em túnel de vento. O modelo tridimensional da asa utilizada para os experimentos contém um flape de bordo de ataque em metade de sua envergadura e foi construído segundo o perfil GA(W)-1. O experimento inclui a determinação da sustentação e do arrasto para cada valor do ângulo de ataque da asa e do ângulo do flape de bordo de ataque. O objetivo é obter uma correlação ótima entre estes dois ângulos de forma que, para cada ângulo de ataque da asa seja determinado um ângulo ótimo do flape de bordo de ataque que confira a máxima sustentação. / The present work has for purpose the attainment of curves that conduct the static behavior of the lift and drag of a wing in function of the variation of its camber through the use of the leading edge flap, on the basis of gotten experimental results obtained in the wind tunnel. The study includes a revision of the use of leading edge flaps and a description of the wind tunnel tests. The three-dimensional model of the wing used in the experiments contains a leading edge flap along half of the span and was constructed with a GA(W)-1 section profile. The experiment includes the determination of lift and drag for each value of angle of attack of the wing and each angle of the leading edge flap. The objective is to obtain a good correlation between the two angles in such a way that, for each angle of attack of the wing there is determined an excellent angle of the leading edge flap that confers principle lift.

Reduções no arrasto de uma aeronave, beneficiam a performance e, reduzem a potência necessária. A componente do arrasto que oferece grande potencial, é o arrasto induzido, que varia de 30% à 50% do arrasto total. Este pode ser diminuído através de modificações nas pontas de asa. Alguns modelos, deslocam os vórtices da ponta de asa para fora, diminuindo o arrasto induzido. Outros modelos, aproveitam o fluxo em espiral nesta região, para produzirem uma tração, reduzindo o arrasto total, como as \"winglets\". Tratando-se de aviões agrícolas, que efetuam a deposição de defensivos sobre plantações em vôos rasantes, deslocamentos do vórtice são fundamentais para o aumento da eficiência do processo de pulverização. Este trabalho estudou, através de ensaios em túnel de vento, variações nas características aerodinâmicas de uma asa impostas por modificações em suas pontas. As pontas ensaiadas foram: \'delta tip\', \"winglet\" e Hoerner. Para aproximar os ensaios da realidade operacional, adicionou-se uma placa plana, paralela ao fluxo, simulando o efeito solo que ocorre no vôo rasante, durante a \"passagem\". Efetuou-se também, visualizações de fluxo para cada configuração. A ponta tipo \"Hoerner\" apresentou maior beneficio aerodinâmico e estrutural, mas não é adequada ao serviço agrícola por deslocar o vórtice para baixo, prejudicando a deposição. A \'delta tip\' possui rendimento menor porém, o vórtice melhor posicionado. Já a asa com \"winglet\", proporciona beneficio aerodinâmico modesto, excelente posicionamento do vórtice mas, prejuízo estrutural. / An airplane\'s drag reductions can improve performance and reduce the required power. The induced drag is the component which, if reduced, offers better results, because it is responsible from 30% to 50% of total drag. Such reductions in drag can be achieved through modifications of the wing tips. Some models displace wing tip vortices outwards diminishing the induced drag. Others, like the \'\'winglets\'\', make good use of the spiral draught on this portion of the wing, producing traction and reducing the total drag. Concerning agricultural airplanes, wing tip vortex position is really important while spreading products over a plantation. In this work, wind tunnel tests were made in order to find a better wing tip among the folowing types for this use: the delta tip, \"winglet\" and \"Hoerner\". The \'\'Hoerner\'\' tip was better for total drag reduction, but not good with reference to vortex position. The delta tip gave low improvement on aerodynamic characteristics, but a good vortiex position. The \"winglet\" tip had a better vortex position, but caused an undesirable result with reference to the wing root bending moment.

A super-hidrofobicidade é uma característica presente em diversas superfícies encontradas na natureza, conferindo-lhes determinadas características como a autolimpeza. Um dos mais conhecidos exemplos de superfície super-hidrofóbica autolimpante é a da folha de Lótus, que apresenta uma camada de retenção de ar importante entre as cavidades da superfície. Essa retenção de camada de ar entre cavidades é característica marcante de determinadas superfícies super-hidrofóbicas, e tem atraído grande atenção nos últimos anos, por ser de alto interesse tecnológico, econômico e ecológico. Algumas espécies apresentam superfície que retêm essa camada de ar por apenas algumas horas, ou dias. Em outras espécies, porém, ela se mantém por longos períodos. Uma das superfícies mais complexas é a da samambaia flutuante Salvinia, que é capaz de manter uma camada de ar estável durante várias semanas, mesmo quando submersa na água. Diversos estudos têm sido promovidos para fins de desenvolver tecnologias capazes de promover a retenção de ar na superfície por períodos longos, as quais têm grande potencial de aplicação no setor naval, por exemplo, pois serviriam para reduzir o arrasto hidrodinâmico quando utilizadas no revestimento de embarcações, diminuindo o consumo de combustível. Neste trabalho, buscou-se obter, através da mimetização da estrutura da Salvinia e suas espécies, uma superfície super-hidrofóbica retentora de camada de ar capaz de reduzir o arrasto hidrodinâmico. Desenvolveram-se, para tanto, revestimentos formados em duas etapas: uma base formada por fibras de poliamida para gerar rugosidade – aplicadas por flocagem eletroestática –, as quais foram cobertas, via spray, por um organosilano (hidrofóbico). Então, foram caracterizadas as propriedades dos revestimentos quanto à morfologia, ângulo de contato, ângulo de rolamento e volume de ar preso na superfície, bem como realizados testes para verificar sua capacidade de redução de arrasto hidrodinâmico. Os revestimentos super-hidrofóbicos desenvolvidos neste trabalho apresentaram camada de ar sobre a superfície e os testes demonstraram redução de arrasto hidrodinâmico de até 30%. / Super-hydrophobicity is a characteristic found in several surfaces of nature, which gives them certain features such as self-cleaning. One of the most well-known examples of a super-hydrophobic self-cleaning surface is the one present on the Lotus leaf, that contains an important layer of air retention between the cavities of the surface. This layer of air retention between cavities is a characteristic of some superhydrophobic surfaces, and has attracted a lot of attention recently, from technological, economic and ecological fields. Some species have a surface that holds this layer of air for only a few hours or days. Other species, however, maintain that for long periods of time. One of the most complex surfaces is the floating fern Salvinia - able to maintain a stable air layer for several weeks, even when submerged in water. Several studies have been carried out to develop technologies able to keep the air retention on surface for long periods, as they have a great potential to be applied in the naval sector, for instance, because they could reduce the hydrodynamic drag when used in the coating of boats, also reducing fuel consumption.The aim of this work is to obtain, by mimicking Salvinia’s structure and its species, a super-hydrophobic air-layer retaining surface, capable of reducing hydrodynamic drag. For this purpose, coatings composed in two stages were developed: a base composed by polyamide fibers to generate roughness - applied by electrostatic flocking - and covered by an organosilane (hydrophobic) spray. Then, the properties of the coatings were characterized in terms of morphology, angle of contact, rolling angle and volume of air hold on the surface, as well as tests to check their hydrodynamic drag reduction capacity. The super-hydrophobic coatings developed in this work have presented an air layer on surface and the tests has shown a hydrodynamic drag reduction for of up to 30%.

O presente trabalho tem por finalidade a obtenção de curvas que regem o comportamento estático da sustentação e arrasto de uma asa em função da variação de seu câmber através do uso do flape de bordo de ataque, com base em resultados experimentais obtidos em túnel de vento. O estudo inclui uma revisão sobre o uso de flapes de bordo de ataque e uma descrição dos ensaios em túnel de vento. O modelo tridimensional da asa utilizada para os experimentos contém um flape de bordo de ataque em metade de sua envergadura e foi construído segundo o perfil GA(W)-1. O experimento inclui a determinação da sustentação e do arrasto para cada valor do ângulo de ataque da asa e do ângulo do flape de bordo de ataque. O objetivo é obter uma correlação ótima entre estes dois ângulos de forma que, para cada ângulo de ataque da asa seja determinado um ângulo ótimo do flape de bordo de ataque que confira a máxima sustentação. / The present work has for purpose the attainment of curves that conduct the static behavior of the lift and drag of a wing in function of the variation of its camber through the use of the leading edge flap, on the basis of gotten experimental results obtained in the wind tunnel. The study includes a revision of the use of leading edge flaps and a description of the wind tunnel tests. The three-dimensional model of the wing used in the experiments contains a leading edge flap along half of the span and was constructed with a GA(W)-1 section profile. The experiment includes the determination of lift and drag for each value of angle of attack of the wing and each angle of the leading edge flap. The objective is to obtain a good correlation between the two angles in such a way that, for each angle of attack of the wing there is determined an excellent angle of the leading edge flap that confers principle lift.

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In the art of drag, icons of masculinity and femininity are juxtaposed on one body, challenging heteronormativity. The goal of this project was to create a game that provided a safe space for players to negotiate their own identities of gender and sexuality through the framework provided by the game rules and affordances. The research behind this project challenges the criticisms of drag as purely gender representation, identifying drag as a signifier of the presence of the LGBTQ community. By iterating the design throughout the development process, I was able to create opportunities for players to reflect upon gender presentation and be in solidarity with one another. Conversations resulting from the play experience revealed the ability of games to provide a context for players to navigate complex understandings.

To gain understanding of the physical and structural events in the turbulent bursting process, an effort to generate artificial bursts in a turbulent boundary layer was made. Turbulent bursts, which are both random in time and in space, and cause a large portion of drag of a turbulent boundary layer. Control of the bursts could yield a decrease in skin friction and hence drag. Data were taken in a turbulent boundary layer developed over a flat plate in a low-speed wind tunnel with an array of eight hot-wire probes. The turbulent burst like events were created by pitching a rectangular shaped piezoelectric bimorph actuator out into the flow. The actuator effect is proposed which models the production of counter-rotating vortices in a rectangular vortex filament configuration. The results are compared with naturally occurring bursts and data from previous studies. Knowing more about the turbulent bursting process gives us more opportunities to control the turbulent bursts and therefore reduce drag over airfoils.

Plusieurs problèmes d’optimisation — dans l’eau ou à l’interface avec l’air — sont abordés, allant de l’optimisation de la forme des coques de bateaux à celle de la propulsion en aviron et dans la nage avec palmes. Des approches théorique, expérimentale et numérique sont combinées. Nous développons d’abord une approche théorique minimale afin de déterminer, à volume immergé et puissance donnés, les rapports d’aspect optimaux des coques de bateau, qui sont discutés et comparés aux rapports d’aspect de bateaux réels. L’effet de l’asymétrie avant-arrière des coques est ensuite discuté. Dans une deuxième partie, nous étudions la propulsion en aviron et dans la nage avec palme. Dans le cas de l’aviron, nous réexaminons la question de la synchronisation des rameurs sur le bateau à l’aide d’un modèle réduit de bateau robotisé et cherchons quelle est la synchronisation qui permet à l’équipage d’aller le plus vite. Enfin, nous analysons l’effet de la géométrie des palmes pour trouver les stratégies de nage optimales. / We consider a few optimisation problems — in water and at its surface — ranging from drag minimisation on ship hulls to propulsion efficiency in rowing and swimming with fins. We use theoretical, experimental and numerical methods. In a first part, we focus on the question of optimal hull shapes. We develop a minimal theoretical approach to determine, at given load and propulsive power, the optimal aspect ratios of ship hulls, which are discussed and confronted to empirical data. Then, the effect of the fore-aft hull asymmetry is addressed. In a second part, we study the question of propulsion in rowing and swimming with fins. In particular, the long-standing question of whether rowers should be synchronised or not is brought up to date with a scaled rowing robot. Finally, we analyse the optimal shape of fins in order to find optimal swimming strategies.

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Ocean Engineering; and, (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 1982. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING / Includes bibliographical references. / by Graham Taber Skinner. / M.S.