Análise de estabilidade aero-servo-viscoelástica no domínio da frequência e do tempo.
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| Data de Publicação: | 2020 |
| Tipo de documento: | Tese |
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| Título da fonte: | Repositório Institucional da UnB |
| Texto Completo: | https://repositorio.unb.br/handle/10482/38484 |
| Resumo: | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020. |
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Análise de estabilidade aero-servo-viscoelástica no domínio da frequência e do tempo.AeroelasticidadeFlutterControle PDViscoelasticidadeTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.Análise de estabilidade aeroelástica é uma etapa de extrema importância no processo de certificação e de projeto de aeronaves, uma vez que possibilita o desenvolvimento de técnicas que visam o aumento da faixa de velocidades de voo. Neste contexto, esse trabalho propõe um modelo de controle aeroelástico híbrido (controle ativo PD combinado com controle passivo viscoelástico), aplicado em uma asa reta e homogênea com superfície de controle acoplada no bordo de fuga. O modelo físico considera dois graus de liberdade (torção e flexão), ao passo que o modelo aerodinâmico é do tipo não estacionário e conta com aproximações para inibir a dependência da frequência reduzida. A investigação foi realizada nos domínios do tempo e da frequência, evidenciando que essas abordagens são complementares. No emprego do controle ativo, observou-se maior influência do ganho proporcional na presença de amortecimento viscoso, enquanto na ausência deste o ganho derivativo mostrou-se mais eficaz. Contudo, observou-se que o controlador proporcional exige esforço de controle muito elevado. No emprego do controle passivo no domínio da frequência, uma metodologia de análise de autovalores iterativa foi implementada conjuntamente com o Método p-k, tendo em vista a dependência da frequência e da temperatura. No domínio do tempo, o comportamento viscoelástico foi modelado por meio da aproximação por derivadas fracionárias. Verificou-se que o aumento do fator de forma viscoelástico tende a aumentar o envelope de voo, enquanto o aumento de temperatura provoca o efeito oposto. O emprego do controle híbrido resultou em um aumento da velocidade crítica de até 34% em comparação ao caso sem controle e de até 7% em comparação ao caso com apenas controle passivo.Aeroelasticity composes a significant part on aircraft design and certification process, once that enables the development of techniques that increase the range of flight speeds. Thus,this work proposes a hybrid aeroelastic control model (active control PD combined with passive viscoelastic control), applied to a straight and homogeneous wing with control surface coupled to the trailing edge. The physical model considers two degrees of freedom (torsion and flexion of the wing), while the aerodynamic model is unsteady and has approximations to inhibit the reduced frequency factor dependence. The investigation is conducted in the time and frequency domains, showing that these approaches are complementary. Regarding active control, a greater influence of proportional gain was observed in the presence of viscous damping, while in the absence of this the derivative gain was more effective. However, it has been observed that the proportional controller requires very high control effort. In the use of passive control in frequency domain, an iterative eigenvalue analysis methodology was implemented in conjunction with P-k Method, since the solution of the aeroviscoelastic eigenvalue problem presents frequency and temperature dependence. In the time domain, viscoelastic behavior was modeled using fractional derivative approximation. Increasing the viscoelastic form factor tends to increase the flight envelope, while increasing temperature causes the opposite effect. The use of hybrid control resulted in a critical speed increase of up to 34 % compared to the case without control and up to 7 % compared to the case with passive control only.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasPaula, Aline Souza deCarneiro, Sergio Henrique da SilvaMartins, Polliana Cândida Oliveira2020-06-30T13:49:30Z2020-06-30T13:49:30Z2020-06-302020-01-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMARTINS, Polliana Cândida Oliveira. Análise de estabilidade aero-servo-viscoelástica no domínio da frequência e do tempo. 2020. 108 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/38484A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:43:28Zoai:repositorio.unb.br:10482/38484Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-03-24T11:03:20.020843Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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