Análise do comportamento aeroelástico de uma seção típica considerando aerodinâmica não estacionária e não linear com vistas à previsão de grandes deslocamentos - Silva, Giovanne Sooma Assunção [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
O atual Trabalho de Conclusão de Curso teve como objetivo a implementação do modelo de Beddoes- Leishman em um código que previamente utilizava um modelo de aerodinâmica linear. Ambos os códigos foram escritos no software comercial MATLAB. Foi feita uma breve revisão sobre os conceitos de aeroelasticidade e estol dinâmico, de maneira a elucidar as características contempladas pelo modelo aerodinâmico. Após isso, o modelo de Beddoes-Leishman foi apresentado de maneira extensiva, assim como o modelo utilizado para as ligas de memória de forma. Para solução dos sistemas de equação foi utilizado método de Runge-Kutta de 4a Ordem. Para validação dos resultados obtidos, comparou-se a resposta do modelo para aerodinâmica linear e não-linear, após isso foram simuladas respostas do sistema para casos lineares e molas com liga de memória de forma, e por fim foram feitas simulações com aerodinâmica não linear e molas com liga de memória de forma. Os resultados obtidos demonstraram as diferenças esperadas na utilização de modelos lineares e não lineares, principalmente após a velocidade crítica de flutter, onde para modelos lineares há um crescimento constante das amplitudes, para os casos não lineares ocorre o surgimento de oscilações ciclo-limite. Também foi possível notar os efeitos que a utilização de pré-cargas nas molas tem na resposta geral do sistema, ao utilizar pré-cargas maiores os efeitos pseudo-elásticos aparecem mais rapidamente do que em casos com uma pré-carga menor.

This Bachelor’s Thesis aimed to implement Beddoes-Leishman model into a code that previously used a linear aerodynamics model. Both codes were written in the commercial software MATLAB. To elucidate the characteristics of the aerodynamics from the model a brief review of concepts in aeroelasticy and dynamic stall were conducted. After that the Beddoes-Leishman was extensively presented as well as the model used for shape memory alloys. To solve the system of equations a 4th Order Runge-Kutta method was used. To validate results the system response to both linear and nonlinear aerodynamics were shown. After that a system with the linear aerodynamics model and shape memory alloys springs was simulated. Following this, the final configuration of the system with nonlinear aerodynamics and shape memory alloys springs was simulated. The results have shown the differences to be expected from using linear and nonlinear models, especially after critical flutter speed, for whom linear models presents constant growth in amplitudes while the nonlinear case presents limit-cycle oscillations. Effects of using preloads in the springs on the overall system response also were observed with higher preloads ledding to the quicker appearance of pseudo-elastic effects when compared to cases with lower preloads.
Analysis of the aeroelastic behavior of a typical section considering unsteady and nonlinear aerodynamics with a view to predicting large displacements
Keywords: Aerodinâmica; Aeroelasticidade; Dinâmica; Engenharia