Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 22418
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Econômicas: ODS9 |
| Setor | Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Marcos Vinícius Vieira Costa |
| Orientador | JULIO CESAR COSTA CAMPOS |
| Outros membros | ALEXANDRE MARTINS REIS, ALVARO MESSIAS BIGONHA TIBIRICA, ANTONIO MARCOS DE OLIVEIRA SIQUEIRA, Natália Dutra Borges |
| Título | Otimização de perfis de Hélices utilizando Algoritmos Genéticos e Simulação para aplicações no Aerodesign**** |
| Resumo | Desde os primórdios da aviação, as hélices desempenham um papel fundamental na propulsão de aeronaves. Apesar do avanço de tecnologias como turbofans e motores a jato, elas continuam sendo componentes essenciais em aeronaves de pequeno porte, veículos aéreos não tripulados, como drones, e projetos acadêmicos. No contexto do Aerodesign, o desempenho de uma hélice está diretamente associado à sua capacidade de gerar empuxo com elevada eficiência aerodinâmica, impactando o envelope de voo, a capacidade de carga e o consumo energético da aeronave. Este trabalho teve como objetivo investigar a dinâmica e as forças atuantes em hélices, mapeando parâmetros de desempenho do modelo propulsivo para otimizar perfis geométricos de hélices voltados para aplicações no Aerodesign. Para isso, foram utilizados algoritmos genéticos implementados no software ModeFrontier, aliados à análise aerodinâmica por meio do XFOIL e do QPROP, esse o qual é baseado na teoria de elementos de pá. A metodologia utilizada foi a otimização por meio de algoritmos genéticos, técnica inspirada na seleção natural de Darwin, onde indivíduos mais aptos são preservados e combinados para gerar novas soluções. A técnica utilizada no projeto de hélices, esses indivíduos são representados por cromossomos que codificam parâmetros como perfil, corda, ângulo de ataque e distribuição ao longo do raio. Cada geração é avaliada com base em uma função objetivo. Neste caso, a maximização da eficiência propulsiva, buscando-se obter maior tração e menor consumo energético. A representação dos perfis foi feita por curvas de Bézier, o que possibilitou um controle preciso das superfícies aerodinâmicas. Parâmetros como pontos de controle do perfil e eficiência foram codificados em ‘cromossomos’, permitindo a aplicação do algoritmo genético. Ademais, para a efetividade do processo, restrições foram estabelecidas, ao exemplo de limitações no câmber e espessura do perfil, com intuito de limitar o espaço de busca e garantir viabilidade das soluções obtidas. Os resultados demonstraram que a abordagem proposta permite a obtenção de geometrias mais eficientes em termos de tração, quando comparadas ao perfil comercial de referência. Conclui-se que a integração entre técnicas de otimização bioinspirada e ferramentas de simulação aerodinâmica revelou-se promissora para o desenvolvimento de hélices de alto desempenho, com potencial de aplicação em diferentes configurações propulsivas, contribuindo para a sustentabilidade por meio da melhoria da eficiência energética. |
| Palavras-chave | Hélices, Aerodesign, Otimização. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
|---|