Simulação termo-elétrica de CubeSat

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dc.contributor.advisorMorsch Filho, Edemar [UNESP]
dc.contributor.authorMendes, Felipe Teodoro [UNESP]
dc.date.accessioned2024-07-31T14:38:33Z
dc.date.available2024-07-31T14:38:33Z
dc.date.issued2024-07-05
dc.description.abstractO uso de Cubesats para missões espaciais tem se tornado cada vez mais comum graças a versatilidade e baixo custo associado, fazendo com que sejam amplamente utilizados em projetos de universidades ao redor de todo o mundo. Entretanto, o gerenciamento térmico de CubeSats em órbita precisa ser avaliado com cautela, em virtude de possuírem áreas externas de tamanho reduzido, que limita a sua capacidade de absorver e emitir calor. Além disso, as suas dimensões pequenas restringem a produção de energia elétrica por parte dos painéis fotovoltaicos e devem ser levadas em consideração no desenvolvimento do projeto. Dessa forma, o presente trabalho buscou avaliar a capacidade de geração de energia elétrica e as temperaturas experienciadas por um CubeSat durante toda sua trajetória ao redor da Terra, analisando seu comportamento para diferentes condições de atitudes, órbitas, absortividades e emissividades. Por meio de análises em CFD no ANSYS CFX, foi possível obter os resultados de temperatura para os múltiplos cenários, além de seu impacto na geração de energia do satélite, onde é possível verificar a influência de diferentes parâmetros no campo de temperatura e energia gerada. De maneira geral, quanto maior a razão entre a absortividade e emissividade das superfícies externas, mais elevadas serão as temperaturas observadas, sendo este cenário prejudicial para a geração de energia, principalmente quando o painel fotovoltaico opera sob uma tensão próxima ao do circuito aberto da célula solar. As análises também consideram a geração interna de calor pelas baterias do CubeSat, onde observou-se a sua temperatura resultante em função da corrente utilizada.pt
dc.description.abstractThe use of CubeSats for space missions has become increasingly common thanks to their versatility and low cost, making them widely used in university projects around the world. However, the thermal management of CubeSats in orbit needs to be evaluated with caution, as they have small external areas, which limits their ability to absorb and emit heat. In addition, their small size restricts the production of eletricity by photovoltaic panels and must be taken into account during the development phase of the satellite. In this context, this research sought to evaluate the capacity to generate electricity and the temperatures experienced by a CubeSat throughout its trajectory around the Earth, analyzing its behavior for different conditions of attitudes, orbits, absorptivities and emissivities. Through CFD analysis in ANSYS CFX, it was possible to obtain temperatures results for multiples scenarios, as well as their impact on satellite’s energy generation, where it is possible to verify the influence of different parameters on the temperature field and the energy generated. Generally speaking, higher the ratio between the absorptivity and emissivity of the external surfaces, higher were the temperatures observed. This scenario is detrimental to energy generation, especially when the photovoltaic panel operates under a voltage close to the open circuit voltage of the cell. The analysis also take into account the internal heat generation by the batteries of the CubeSat, where it is possible to observe the resulting temperatures as a function of the electrical current applied.en
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.identifier.citationMENDES, F. T. Simulação termo-elétrica de CubeSat. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeronáutica) — Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", São João da Boa Vista, 2024.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11449/256846
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso abertopt
dc.subjectEngenharia aeroespacialpt
dc.subjectCalor Transmissãopt
dc.subjectRadiação solarpt
dc.subjectSatélites artificiaispt
dc.subjectBaterias de litiopt
dc.titleSimulação termo-elétrica de CubeSatpt
dc.title.alternativeThermo-electric simulation of CubeSaten
dc.typeTrabalho de conclusão de cursopt
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia, São João da Boa Vistapt
unesp.examinationboard.typeBanca públicapt
unesp.undergraduateSão João da Boa Vista - FESJBV - Engenharia Aeronáuticapt

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