APIE-ME4 – Modelagem Aerodinâmica Não Estacionária de Hélices Acionadas por Motores Elétricos

Linha de pesquisa: APIE - Integração Aero-Propulsiva em Aeronaves Elétricas
Título: APIE-ME4 – Modelagem Aerodinâmica Não Estacionária de Hélices Acionadas por Motores Elétricos
Orientador: Roberto Gil Annes da Silva
Co-Orientador: -
Duração: 24 meses
Número de vagas: 1 vaga(s)
Data limite para inscrição: 01/12/2023
Formação esperada: -
Idiomas: -
Obrigatório processo de seleção / aprovação pelo ITA e inscrição no Programa de Pós-Graduação: Sim
Expectativa de início das atividades: 04/03/2024

Escopo

O escopo da presente investigação está focado na modelagem de cargas aerodinâmicas instáveis ​​de hélices acionadas por motores elétricos, que apresentam características peculiares. Estratégias de controle de velocidade rotacional para variação de empuxo em configurações com hélices de passo fixo passam necessariamente pelo conhecimento das limitações do sistema a ser controlado. Possíveis não linearidades podem degradar ou beneficiar a eficácia dos componentes do sistema. A característica relevante é a variação da velocidade de rotação da hélice para um determinado ângulo de passo da pá. Dependendo das velocidades de rotação e da velocidade de voo à frente, as pás da hélice podem estolar dinamicamente.

A justificativa desta investigação é fornecer uma oportunidade para avaliar a fidelidade de modelos bem conhecidos para modelagem numérica de perda dinâmica aplicada à aerodinâmica de pás de hélices. Além disso, esses modelos devem ser adaptados para levar em conta a variação da velocidade de rotação. Uma vez selecionado o caso de teste, um modelo de referência será selecionado para modelagem e validação por meio de investigação experimental. Os requisitos para as hélices são alta rigidez e design aerodinâmico para o melhor desempenho de impulso.

Objetivos

O objetivo desta pesquisa é a implementação de diferentes modelos dinâmicos de estol para quantificar cargas dinâmicas. Além disso, os modelos dinâmicos de estol são ferramentas essenciais para a investigação do flutter de estol de hélices de pás rígidas articuladas e elásticas. A peculiaridade do presente estudo é a variação da velocidade de rotação da hélice. Portanto, o resultado esperado é a seleção do modelo aerodinâmico não estacionário mais adequado, que represente adequadamente as diferentes fontes de não linearidades para o projeto integrado hélice-célula.

Resultados Esperados

Como esperado, os resultados preliminares são drivers de design para melhorar o desempenho da hélice acionada eletricamente e a quantificação do nível de pressão instável como uma quantidade física de linha de base para a previsão de ruído.

Como resultados complementares, esta investigação visa a modelagem das cargas aerodinâmicas para velocidade rotacional variável visando a compensação de torque. A quantificação das cargas aerodinâmicas representativas é um requisito para o dimensionamento de pás e mecanismos de articulação, além de todo o sistema de propulsão.

Informações adicionais

Os candidatos também devem ter boa base em aerodinâmica e simulação computacional, habilidades em programação na linguagem Python e conhecimento do de MATLAB.


Observação: a bolsa terá o valor de referência FAPESP (https://fapesp.br/valores/bolsasnopais). Benefícios adicionais possíveis. O bolsista deve ter dedicação integral. O trabalho deve ser feito pessoalmente. Local: FLYMOV - ITA Innovation Center, Endereço: CCM, Praça Marechal Eduardo Gomes, 50 - Vila das Acácias, São José dos Campos - SP - CEP: 12228-900

Para candidatar-se

Para candidatar-se, favor enviar CV, preferencialmente formato Lattes, carta de motivação e uma carta de recomendação
gil@ita.br