287 resultados para Aeroelasticity Aerodynamics
Resumo:
Comparisons are made between experimental measurements and numerical simulations of ionizing flows generated in a superorbital facility. Nitrogen, with a freestream velocity of around 10 km/s, was passed over a cylindrical model, and images were recorded using two-wavelength holographic interferometry. The resulting density, electron concentration, and temperature maps were compared with numerical simulations from the Langley Research Center aerothermodynamic upwind relaxation algorithm. The results showed generally good agreement in shock location and density distributions. Some discrepancies were observed for the electron concentration, possibly, because simulations were of a two-dimensional flow, whereas the experiments were likely to have small three-dimensional effects.
Resumo:
Force measurement in hypervelocity expansion tubes is not possible using conventional techniques. The stress wave force balance technique can be applied in expansion tubes to measure forces despite the short test times involved. This paper presents a new calibration technique for multiple-component stress wave force balances where an impulse response created using a load distribution is required and no orthogonal surfaces on the model exist.. This new technique relies on the tensorial superposition of single-component impulse responses analogous to the vectorial superposition of the calibration loads. The example presented here is that of a scale model of the Mars Pathfinder, but the technique is applicable to any geometry and may be useful for cases where orthogonal loads cannot be applied.
Resumo:
The performance of the Oxford University Gun Tunnel has been estimated using a quasi-one-dimensional simulation of the facility gas dynamics. The modelling of the actual facility area variations so as to adequately simulate both shock reflection and flow discharge processes has been considered in some detail. Test gas stagnation pressure and temperature histories are compared with measurements at two different operating conditions - one with nitrogen and the other with carbon dioxide as the test gas. It is demonstrated that both the simulated pressures and temperatures are typically within 3% of the experimental measurements.
Resumo:
An acceleration compensated transducer was developed to enable the direct measurement of skin friction in hypervelocity impulse facilities. The gauge incorporated a measurement and acceleration element that employed direct shear of a piezoelectric ceramic. The design integrated techniques to maximize rise time and shear response while minimizing the affects of acceleration, pressure, heat transfer, and electrical interference. The arrangement resulted in a transducer natural frequency near 40 kHz. The transducer was calibrated for shear and acceleration in separate bench tests and was calibrated for pressure within an impulse facility. Uncertainty analyses identified only small experimental errors in the shear and acceleration calibration techniques. Although significant errors were revealed in the method of pressure calibration, total skin-friction measurement errors as low as +/-7-12% were established. The transducer was successfully utilized in a shock tunnel, and sample measurements are presented for flow conditions that simulate a flight Mach number near 8.
Resumo:
The paper presents methods for measurement of convective heat transfer distributions in a cold flow, supersonic blowdown wind tunnel. The techniques involve use of the difference between model surface temperature and adiabatic wall temperature as the driving temperature difference for heat transfer and no active heating or cooling of the test gas or model is required. Thermochromic liquid crystals are used for surface temperature indication and results presented from experiments in a Mach 3 flow indicate that measurements of the surface heat transfer distribution under swept shock wave boundary layer interactions can be made. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
Resumo:
Experiments to investigate the transition process in hypervelocity boundary layers were performed in the T4 free-piston shock tunnel. An array of thin-film heat-transfer gauges was used to detect the location and extent of the transitional region on a 1500 mm long x 120 turn wide flat plate, which formed one of the walls of a duct. The experiments were performed in a Mach 6 flow of air with 6- and 12-MJ/kg nozzle-supply enthalpies at unit Reynolds numbers ranging from 1.6 x 10(6) to 4.9 x 10(6) m(-1). The results show that the characteristics typical of transition taking place through the initiation, growth, and merger of turbulent spots are evident in the heat-transfer signals. A 2-mm-high excrescence located 440 turn from the leading edge was found to be capable of generating a turbulent wedge within an otherwise laminar boundary layer at a unit Reynolds number of 2.6 x 10(6) m(-1) at the 6-MJ/kg condition. A tripping strip, located 100 mm from the leading edge and consisting of a line 37 teeth of 2 rum height equally spaced and spanning the test surface, was also found to be capable of advancing the transition location at the same condition and at the higher enthalpy condition.
Resumo:
This paper presents a new theory of hypersonic blunt-nose shock standoff, based on a compressibility coordinate transformation for inviscid flow. It embraces a wide range of nonequilibrium shock-layer chemistry and gas mixtures including ionization and freestream dissociation. An extended binary scaling property of the analysis is also demonstrated. Specific application is made here to the family of arbitrarily diluted dissociating diatomic gases, with parametric study results presented for the scaled shock standoff distance as a function of an appropriate blunt-nose region Damkohler number. Comparisons with other theories and data in the case of nitrogen are also given and discussed.
Resumo:
Neste trabalho aborda-se o desenvolvimento da carroçaria do Veículo Eléctrico Ecológico – VEECO recorrendo a tecnologias assistidas por computador. Devido à impossibilidade de abranger toda a temática das tecnologias assistidas por computador, associadas ao desenvolvimento de uma carroçaria automóvel, o foco deste trabalho assenta no processo de obtenção de um modelo digital válido e no estudo do desempenho aerodinâmico da carroçaria. A existência de um modelo digital válido é a base de qualquer processo de desenvolvimento associado a tecnologias assistidas por computador. Neste sentido, numa primeira etapa, foram aplicadas e desenvolvidas técnicas e metodologias que permitem o desenvolvimento de uma carroçaria desde a sua fase de “design” até à obtenção de um modelo digital CAD. Estas abrangem a conversão e importação de dados, a realização de engenharia inversa, a construção/reconstrução CAD em CATIA V5 e a preparação/correcção de modelos CAD para a análise numérica. Numa segunda etapa realizou-se o estudo da aerodinâmica exterior da carroçaria, recorrendo à ferramenta de análise computacional de fluidos (CFD) Flow Simulation da CosmosFloworks integrado no programa SolidWorks 2010. Associado à temática do estudo aerodinâmico e devido à elevada importância da validação dos resultados numéricos por meio de dados experimentais, foi realizado o estudo de análise dimensional que permite a realização de ensaios experimentais à escala, bem como a análise dos resultados experimentais obtidos.
Resumo:
É considerado um dos problemas na educação o facto de a aprendizagem poder ser muito baseada no uso da teoria. Sendo as experiências do ser humano uma grande parte da forma como vemos e vivemos o mundo, torna-se imprescindível o hábito da prática na formação do nosso conhecimento. Embora a teoria seja sempre necessária na construção de conceitos, deve ser complementada com a experiência de forma a consolidar a aprendizagem para melhor noção da realidade. Esta dissertação descreve uma didáctica para a integração de dispositivos hápticos aplicados à educação, concebendo assim um novo e inovador método de ensino aliado à prática. Dependendo da aceitação por parte dos alunos, este método de uso de tecnologia na educação para fins práticos pode revelar-se revolucionário. Experiências que seriam difíceis de realizar tornam-se possíveis de simular de uma forma real com a ajuda dos sistemas hápticos, em que a variedade de matérias que as aplicações podem simular é vasta. Especificamente, este trabalho fundamenta-se no estudo da aerodinâmica no voo com recurso a uma aplicação desenvolvida para o efeito e à potencialidade do aparelho háptico Novint Falcon, um interface sensorial táctil entre uma pessoa e um computador, de custo relativamente baixo em relação à generalidade dos preços deste tipo de dispositivos. Os testes que estudantes realizaram à aplicação revelaram grande interesse e curiosidade pela novidade da tecnologia háptica e apreciação no conceito do seu uso prático na educação. De forma geral, todos os alunos que participaram no ensaio do programa transmitiram feedback positivo, expressando maior ganho de motivação e desejo em ver este sistema aplicado a outras disciplinas.
Resumo:
In this paper, it is studied the dynamics of the robotic bird in terms of time response and robustness. It is analyzed the wing angle of attack and the velocity of the bird, the tail influence, the gliding flight and the flapping flight. The results are positive for the construction of flying robots. The development of computational simulation based on the dynamic of the robotic bird should allow testing strategies and different algorithms of control such as integer and fractional controllers.
Resumo:
Adhesively bonded repairs offer an attractive option for repair of aluminium structures, compared to more traditional methods such as fastening or welding. The single-strap (SS) and double-strap (DS) repairs are very straightforward to execute but stresses in the adhesive layer peak at the overlap ends. The DS repair requires both sides of the damaged structures to be reachable for repair, which is often not possible. In strap repairs, with the patches bonded at the outer surfaces, some limitations emerge such as the weight, aerodynamics and aesthetics. To minimize these effects, SS and DS repairs with embedded patches were evaluated in this work, such that the patches are flush with the adherends. For this purpose, in this work standard SS and DS repairs, and also with the patches embedded in the adherends, were tested under tension to allow the optimization of some repair variables such as the overlap length (LO) and type of adhesive, thus allowing the maximization of the repair strength. The effect of embedding the patch/patches on the fracture modes and failure loads was compared with finite elements (FE) analysis. The FE analysis was performed in ABAQUS® and cohesive zone modelling was used for the simulation of damage onset and growth in the adhesive layer. The comparison with the test data revealed an accurate prediction for all kinds of joints and provided some principles regarding this technique.
Resumo:
Nos dias de hoje a indústria tenta tornar-se cada vez mais competitiva baixando os custos de produção e aumentando a eficiência do produto. O presente trabalho visa desenvolver uma tampa de ventilação de um motor elétrico mais competitiva mas que cumpra com o desempenho mecânico e eficiência solicitados. Para tal, começou-se por analisar alguns motores elétricos e as suas aplicações. Seguidamente apresentam-se conceitos sobre aerodinâmica e processos de fabrico que permitem apoiar as opções tomadas ao longo do estudo. Após o fundamento teórico é apresentado todo o processo de desenvolvimento de uma nova peça. Recorrendo a softwares como o solidworks e Ansys, realizou-se uma análise analítica que permitiu validar as alterações propostas na tampa de ventilação. Foram, ainda, realizadas análises experimentais com o intuito de consolidar os resultados obtidos analiticamente e garantir que o componente cumpria os requisitos impostos por organizações internacionais ligadas à indústria do oil and gas. A primeira das análises experimentais realizada testa a capacidade do material resistir ao impacto de componentes de pequenas dimensões. Esta analise permitiu garantir a utilização da tampa de ventilação em todas as áreas sem limites de normalização. A segunda permite analisar experimentalmente as alterações de design assim como testar alguns trabalhos futuros. Esta análise permitiu definir se no novo projeto da tampa desenvolvido deveria comtemplar uma alteração do diâmetro da entrada de ar da tampa de ventilação. Como resultados aparecem as decisões tomadas na presente tese, assim como analisar as metas que foram atingidas e que melhorias se pretende atingir de futuro tentando visar novas metas. Os resultados obtidos permitiram definir uma nova tampa de ventilação com a nova que irá beneficiar a empresa na sua competitividade no mercado mantendo a performance do motor.