利用立体光刻技术在增材制造中制作环形螺旋桨原型的实用分析

Claudio Duarte Silva Filho, E. Cisneros, Ingrid Mayumi Fonseca Ono, Raimundo Cláudio Souza Gomes, Angilberto Muniz Ferreira Sobrinho, F. S. Cardoso, Fábio Arozo de Albuquerque Júnior, Israel Gondres Torné
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摘要

螺旋桨是飞机、风扇和无人机等许多日常设备的常见部件。 然而,这些设备的运行特性并不总是符合巴西的法规,尤其是与噪音水平相关的法规。在此背景下,多位作者(Zakaria 等人,2020 年)、(Jiang 等人,2022 年)、(Chien 等人,2022 年)和(Gabriel & Simion,2023 年)在研究中不约而同地分析了功率、螺旋桨几何形状和在无人机中使用环形螺旋桨等各种因素的影响。本文介绍了环形螺旋桨的有效性研究结果,并将其与计算机散热器风扇中的商用螺旋桨进行了比较,尤其侧重于降低噪音。目的是满足工作和生活环境噪声水平的法规标准。 使用 SLA 型 3D 打印机制造了具有 NACA 4412 空气动力学外形的环形螺旋桨,并在不同速度下进行了测试,以测量流量和噪音。结果表明,有必要使用计算流体动力学工具改进这些螺旋桨的建模和仿真,以优化空气动力学剖面的表面积和弦长等参数;这有助于理解,尽管环形螺旋桨具有降噪潜力,但未来的研究应侧重于先进的建模和仿真,以实现显著的性能。
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Análise prática de hélices toroidais prototipadas em manufatura aditiva por estereolitografia
Hélices são partes comuns em diversos dispositivos do dia a dia, como aviões, ventiladores e drones.  Mediante o movimento de rotação, esses equipamentos são capazes de deslocar uma quantidade de ar significativa tornando possível operações como voo de aeronaves e refrigeração de ambientes, no entanto, as suas características de funcionamento ne, sempre estão acorde as regulamentações brasileiras sobre tudo os referentes ao nível de ruido. Nesse contexto varios autores (Zakaria et al, 2020); (Jiang et al, 2022); (Chien et al, 2022) e (Gabriel & Simion, 2023) coincidem em tar estudos analisando a incidência de vários fatores como potência, geometrias das hélices assim como o uso da hélice de tipo toroidal em drones. Neste artigo é apresentada resultados que investigan a eficácia das hélices toroidais, comparando-as com hélices comerciais em "cooler fans" de computadores, focando especialmente na redução de ruido. O objetivo é atender às normas regulamentadoras de níveis de ruído em ambientes laborais e habitados.   Utilizando    uma impressora 3D do tipo SLA, foram fabricadas hélices toroidais com perfil aerodinâmico NACA 4412, testadas em diferentes rotações para medir vazão e ruído. Os resultados salientam a necessidade de aprimorar a modelagem e simulação dessas hélices utilizando ferramentas de fluidodinâmica computacional para otimizar parâmetros como área de superfície e comprimento da corda do perfil aerodinâmico; o que ajuda a entender que apesar do potencial das hélices toroidais para a redução de ruído, estudos futuros devem focar em modelagem e simulação avançadas para alcançar um desempenho significativo.
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