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Evaluación estructural de propelas de propulsión para vehículos aéreos no tripulados de tamaño mediano mediante el método de elementos finitos / Cristian Stefano Cruzatty Montaño

By: Cruzatty Montaño, Cristian Stefano.
Contributor(s): [director, Sarmiento Borja, Edgar Fernando ].
Material type: Mixed materialsMixed materialsPublisher: Quito : EPN, 2020Description: 142 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 10510.Subject(s): Aeronaves | Sistema de PropulsiónOther classification: T-IM/ Online resources: Texto completo Abstract.- In the following document, different propeller alternatives were evaluated for the propulsion system of a mid-sized blended wing body (BWB) unmanned aerial vehicle (UAV) through a series of aerodynamic and structural numerical analyses using finite element analysis (FEA). The study starts off with the determination of the propulsive requirements of a specific UAV from its geometry and operation conditions. These requirements were used as design parameters in determining different propeller configurations that are able to provide and generate enough lift to elevate the UAV to its operating height and efficiently maintain it in sustained flight during cruise condition. These geometries were modeled in order to subsequently develop CFD numerical analyses that were useful to determine the aerodynamic loads acting on the propeller during cruise flight condition. Through a system coupling between the CFD component and a structural component in ANSYS, these aerodynamic loads were imported in order to determine the stresses acting over the structure and evaluate the structural integrity of the propeller for the imposed flight condition. Finally, the stress and efficiency results were compared for the different propeller configurations.
Contents:
La Biblioteca General no dispone de esta tesis en formato de papel. (Se realiza el trámite respectivo para el proceso de graduación, estudiante no presenta en físico el registro bibliográfico y formulario de no de adeudar, EMERGENCIA SANITARIA).
Dissertation note: FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Tesis (Ingeniero Mecánico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2020 Summary: Resumen .- En el presente documento se evaluaron distintas alternativas de hélices para el sistema de propulsión de una aeronave no tripulada (UAV) de tamaño mediano de tipo blended wing body (BWB) mediante un numero de estudios numéricos tanto aerodinámicos como estructurales usando el método de elementos finitos. El estudio parte de la determinación de los requerimientos de propulsión de un UAV determinado a partir de su geometría y condiciones de operación. Estos requerimientos se usaron como parámetros de diseño para obtener distintas configuraciones de propelas que sean capaces de generar sustentación suficiente para elevar y mantener en vuelo a la aeronave eficientemente en vuelo crucero. Dichas geometrías fueron modeladas para posteriormente desarrollar estudios numéricos CFD que determinaran las cargas aerodinámicas que actúan sobre la propela en condición de vuelo crucero. Mediante una vinculación entre el componente CFD y un componente estructural en ANSYS, se importaron estas cargas aerodinámicas para determinar los esfuerzos que actúan sobre la estructura y evaluar la integridad estructural de la propela para la condición de vuelo impuesta. Finalmente se compararon los resultados de esfuerzos y eficiencias para las distintas configuraciones.
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
T-IM/2120/CD 10510 (Browse shelf) Ej. 1 Not For Loan BC20070047
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Tesis (Ingeniero Mecánico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2020

Incluye Bibliografía

La Biblioteca General no dispone de esta tesis en formato de papel. (Se realiza el trámite respectivo para el proceso de graduación, estudiante no presenta en físico el registro bibliográfico y formulario de no de adeudar, EMERGENCIA SANITARIA).

Resumen .- En el presente documento se evaluaron distintas alternativas de hélices para el sistema de propulsión de una aeronave no tripulada (UAV) de tamaño mediano de tipo blended wing body (BWB) mediante un numero de estudios numéricos tanto aerodinámicos como estructurales usando el método de elementos finitos. El estudio parte de la determinación de los requerimientos de propulsión de un UAV determinado a partir de su geometría y condiciones de operación. Estos requerimientos se usaron como parámetros de diseño para obtener distintas configuraciones de propelas que sean capaces de generar sustentación suficiente para elevar y mantener en vuelo a la aeronave eficientemente en vuelo crucero. Dichas geometrías fueron modeladas para posteriormente desarrollar estudios numéricos CFD que determinaran las cargas aerodinámicas que actúan sobre la propela en condición de vuelo crucero. Mediante una vinculación entre el componente CFD y un componente estructural en ANSYS, se importaron estas cargas aerodinámicas para determinar los esfuerzos que actúan sobre la estructura y evaluar la integridad estructural de la propela para la condición de vuelo impuesta. Finalmente se compararon los resultados de esfuerzos y eficiencias para las distintas configuraciones.

Abstract.- In the following document, different propeller alternatives were evaluated for the propulsion system of a mid-sized blended wing body (BWB) unmanned aerial vehicle (UAV) through a series of aerodynamic and structural numerical analyses using finite element analysis (FEA). The study starts off with the determination of the propulsive requirements of a specific UAV from its geometry and operation conditions. These requirements were used as design parameters in determining different propeller configurations that are able to provide and generate enough lift to elevate the UAV to its operating height and efficiently maintain it in sustained flight during cruise condition. These geometries were modeled in order to subsequently develop CFD numerical analyses that were useful to determine the aerodynamic loads acting on the propeller during cruise flight condition. Through a system coupling between the CFD component and a structural component in ANSYS, these aerodynamic loads were imported in order to determine the stresses acting over the structure and evaluate the structural integrity of the propeller for the imposed flight condition. Finally, the stress and efficiency results were compared for the different propeller configurations.

cedido 0.20 1 Biblioteca General 2020/07/22 Cristian Stefano Cruzatty Montaño 90098

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