APIE-ME2 – Otimização aerodinâmica baseada em RANS para conjunto asa-nacelle considerando efeitos de propwash

Linha de pesquisa: APIE - Integração Aero-Propulsiva em Aeronaves Elétricas
Título: APIE-ME2 – Otimização aerodinâmica baseada em RANS para conjunto asa-nacelle considerando efeitos de propwash
Orientador: Ney Rafael Sêcco
Co-Orientador: -
Duração: 24 meses
Número de vagas: 1 vaga(s)
Data limite para inscrição: 18/10/2024
Formação esperada: Engenharia Aeronáutica, Mecânica ou similar
Idiomas: Português, Inglês
Obrigatório processo de seleção / aprovação pelo ITA e inscrição no Programa de Pós-Graduação: Sim
Expectativa de início das atividades: 04/03/2025

Escopo

No contexto de projeto de aeronaves, modelos de baixa ordem são úteis nas fases iniciais do projeto para rapidamente identificar configurações promissoras. No entanto, análises de alta fidelidade tornam-se importantes à medida que o projeto amadurece, dada a necessidade de aprimorar o conhecimento e os níveis de confiança em relação ao desempenho da aeronave. Por exemplo, a forma das junções e carenagens entre os componentes externos da aeronave pode ser otimizada usando ferramentas de Otimização de Forma Aerodinâmica (ASO) baseadas em simulações RANS (Simulações de Navier-Stokes por Média de Reynolds).

A integração entre sistemas de propulsão e superfícies aerodinâmicas pode levar a perdas de desempenho se características de escoamento indesejáveis estiverem presentes. As análises e otimizações dessas integrações usando ferramentas de alta fidelidade são importantes para novos projetos de aeronaves elétricas, como sistemas de propulsão distribuída, devido ao número de componentes associados.

Simulações RANS acopladas com modelos de disco e linha atuadora podem ser usadas para avaliar e otimizar asas sob os efeitos do sopramento da hélice. Essa metodologia é adequada para ASO nas fases de projeto preliminar, pois considera uma representação mais detalhada dos fenômenos em comparação com modelos de baixa ordem, mantendo um custo computacional baixo em relação a simulações não estacionárias.

Objetivos

O principal objetivo deste trabalho de pesquisa é empregar uma ferramenta de otimização aerodinâmica baseada em RANS para otimizar uma geometria asa-nacelle considerando os efeitos aerodinâmicos do sopramento da hélice. Restrições geométricas relativas ao posicionamento do motor e do trem de pouso podem ser impostas no processo de otimização. A estrutura deve utilizar algoritmos de otimização baseados em gradientes e o método adjunto para resolver eficientemente a otimização com um alto número de variáveis de projeto.

Resultados Esperados

Este estudo estabelecerá uma metodologia para a otimização baseada em RANS de conjuntos asa-nacelle, incluindo a definição de variáveis de projeto, funções objetivo e restrições especificamente para este tipo de problema. Além disso, as análises das configurações otimizadas obtidas nesta investigação podem fornecer embasamento para o projeto de junções asa-nacelle levando em consideração os efeitos do sopramento da hélice.

Informações adicionais

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: 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
ney@ita.br