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Título : Estudio aerodinámico mediante herramientas paramétricas de una aeronave no tripulada para ser implementada en el sector agrícola de la región Andina
Autor : Rodríguez Claudio, Darío Alexander
Palabras clave : PROGRAMACIÓN
MECÁNICA DE FLUIDOS
DINÁMICA
Fecha de publicación : 13-nov-2017
Editorial : Quito, 2017.
Citación : Rodríguez Claudio, D. A. (2017). Estudio aerodinámico mediante herramientas paramétricas de una aeronave no tripulada para ser implementada en el sector agrícola de la región Andina. 113 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The present work aims at the implementation of parametric models for the generation of geometry and aerodynamic assessment of a fixed-wing unmanned aerial vehicle to be operated in the Andean region. First, the basic procedure for the geometrical design and aerodynamic assessment of an aircraft during the conceptual phase is described. Afterwards, the operating conditions according to the Andean region were established and, the geometrical and aerodynamic modules were implemented in MATLAB. The calculated geometrical parameters were then used as input data in OpenVSP platform to develop a three-dimensional model of the proposed aircraft. On the other hand, the aerodynamic assessment was carried out through the interaction of the developed code in MATLAB with XFOIL, an open-source code for airfoil assessment. In context, the Lifting Line Theory was used to calculate the lift coefficient. Meanwhile, the drag coefficient was estimated using semi-empirical methods. Subsequently, a parametric sensitivity study was developed to determine the response of the aerodynamic performance of the aircraft with respect to the variation of the operating conditions and geometric parameters. These results were then used to stablish improvements to the initial conceptual model. The calculated aerodynamic coefficients of a study case were contrasted with higher fidelity models such as the Vortex Lattice Method and CFD. Comparison of models showed that the proposed method captures well the aerodynamic performance trends of an unmanned aircraft during the conceptual design stage.
Descripción : El presente trabajo tiene como objetivo la implementación de métodos paramétricos para la generación de la geometría y evaluación aerodinámica de un sistema aéreo no tripulado para ser operado en la región Andina. En primer lugar, se describe el procedimiento básico de diseño geométrico y evaluación aerodinámica de una aeronave durante el diseño conceptual. Se establecieron las condiciones de operación acorde a la región Andina y se implementaron los módulos de geometría y aerodinámica en MATLAB. Los parámetros geométricos calculados fueron utilizados como datos de entrada en la plataforma libre OpenVSP para desarrollar un modelo tridimensional de la aeronave. Por otro lado, la evaluación aerodinámica se llevó a cabo mediante la interacción del programa desarrollado en MATLAB con XFOIL, un código abierto para caracterización de perfiles aerodinámicos. En contexto, el coeficiente de sustentación de la aeronave se calculó mediante el método Lifting Line Theory; mientras que, el coeficiente de arrastre se estimó a través de modelos semi-empíricos. Posteriormente, se desarrolló un estudio paramétrico de sensibilidad para investigar la respuesta del desempeño aerodinámico de la aeronave con respecto a la variación de las condiciones de operación y variables geométricas. Estos resultados se utilizaron para establecer un proceso de mejoramiento el modelo conceptual inicial. Finalmente, los coeficientes aerodinámicos calculados para un caso de estudio se contrastaron con los resultados obtenidos con modelos de mayor fidelidad como Vortex Lattice Method y CFD. La comparación de resultados demostró que el método propuesto predice acertadamente el desempeño aerodinámico de una aeronave no tripulada durante la etapa conceptual de diseño.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18910
Aparece en las colecciones: Tesis Mecánica (IM)

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