Numerical study of aerodynamically flow interaction

• Autor(a) principal: Carvalho, Pedro dos Santos Duarte
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/2013
• topic: VSTOL; Jactos múltiplos; Jactos incidentes; Interacção de fluxo aerodinâmico

Esta dissertação é constituída por dois estudos que focam a interacção entre jactos múltiplos em diferentes configurações de escoamento distribuídos em dois temas, o primeiro tema denominado ‘Numerical Study of Aerodynamically Enhanced Mixing’ e o segundo ‘Numerical Study of Twin Impinging Jets Aligned with Low Velocity Crossflow’. O primeiro tema abordada a mistura turbulenta de jactos coaxiais em duas configurações, escoamento confinado e não confinado, para razões de diâmetro inferior a 2 sendo diversas as áreas de aplicação como ejectores, bombas de jactos, câmaras de combustão para motores a jacto e particularmente, motores turbofan com baixa razão de bypass. Simulou-se computacionalmente camadas de corte bidimensionais em escoamentos de mistura de jactos utilizando o modelo de turbulência k – ε, sendo comparados os dados numéricos resultantes da simulação com dados experimentais revelando boa capacidade de simulação para este tipo de escoamento por parte do modelo adoptado. Contudo de salientar a ausência total de qualquer tipo de recirculação apesar da forte interacção verificada entre jactos, e a região de interacção entre o jacto exterior e o jacto interior apresentou elevados níveis de energia cinética turbulenta, na configuração com superfície superior sólida. Múltiplos jactos incidentes alinhados com escoamento cruzado de baixa velocidade representa o segundo tema abordado nesta dissertação sendo um tema de interesse para as mais diversas áreas, entre as quais, o arrefecimento de equipamentos, dispersão de poluentes e em especial para aeronaves VSTOL, ou seja aeronaves com capacidade de descolagem e aterragem vertical ou em curtas distâncias focando particularmente a aeronave F-35 aquando operando em modo VSTOL próximo do solo. Neste estudo simulou-se computacionalmente jactos múltiplos tridimensionais alinhados com escoamento cruzado embatendo numa superfície sólida para 3 razões de velocidade, comparando-se dados numéricos resultantes da simulação computacional com dados experimentais concluindo-se que o modelo computacional subdimensiona o escoamento apesar de terem sido encontrados ground vortex para as duas razões de velocidade mais elevadas.