Estudi de l’estabilitat longitudinal estàtica de perfils utilitzats en parapents

Abstract

Aquest treball estudia l’estabilitat longitudinal estàtica de perfils utilitzats en parapents, específicament en tres tipus de perfils alars: simètric, amb curvatura positiva i tipus S1 amb rèflex. A més, estudia l’efecte que presenten certs paràmetres, anomenats paràmetres d’estabilitat, propis de cada perfil, on s’observa la contribució de cadascun en l’estabilitat longitudinal estàtica del parapent. Conjuntament, s’estudia la relació entre eficiència aerodinàmica i estabilitat. En el primer capítol, es situa d’on sorgeix el projecte i els seus objectius, així com el seu abast i el guió de treball a desenvolupar. En el segon capítol, es presenta el context històric dels parapents, així com la seva procedència i l’evolució temporal d’aquests. A més, s’introdueix el concepte de perfil alar extret d’una secció pròpia del parapent i, addicionalment, la designació d’aquests. El tercer capítol reflecteix la part teòrica del projecte. Introdueix la definició d’eficiència aerodinàmica, així com la seva aplicació en el treball mitjançant un exemple pràctic. A més, defineix el que s’anomena estabilitat longitudinal estàtica, especificant així els factors desestabilitzadors i la definició del moment en l’eix longitudinal, per tal de quantificar aquesta estabilitat. Amb aquesta definició, es presenten els paràmetres d’estabilitat que permeten caracteritzar aquesta, com són: XCP, CL i CD. Addicionalment, mitjançant els paràmetres d’estabilitat es defineix el criteri d’estabilitat utilitzat en el projecte, on es descriu la posició de referència variable en l’estudi com és XREF. En el quart capítol, es designen els perfils alars utilitzats per dur a terme l’estudi. A més, es mostren les característiques geomètriques de cadascun com són el màxim gruix i el nivell de curvatura. Per últim, es dibuixen conjuntament els perfils per veure les discrepàncies geomètriques. El cinquè capítol es basa pròpiament en la interacció fluid-perfil, on aquesta es du a terme mitjançant el programari ANSYS Fluent. En aquestes simulacions CFD s’estableixen hipòtesis i simplificacions per tal d’agilitzar l’estudi, com són: estudi bidimensional del parapent, posició del pilot alineada amb la posició de referència i direcció del fluid constant i unidireccional. A més, s’importen les coordenades cartesianes dels perfils alars i es defineixen les condicions de contorn (mitjançant anàlisis de sensibilitat en els resultats) abans de realitzar les simulacions, escollint així les dimensions del domini del fluid i el seu mallat. A continuació, en el sisè capítol, es duen a terme les simulacions CFD dels tres perfils alars i els anàlisis d’estabilitat pertinents per cadascun, analitzant així els resultats. Per acabar, l’últim capítol recull les conclusions derivades del projecte. Primerament, es verifica la fiabilitat del criteri d’estabilitat longitudinal estàtica desenvolupat durant el treball i, a més, es resumeixen les simplificacions d’aquest per dur a terme un correcte anàlisi. Seguidament, es conclou amb l’estabilitat i l’eficiència de cadascun dels perfils. Finalitzant, es mostren les possibles línies del treball a desenvolupar en el futur.