Estudo numérico do efeito no escoamento da inclusão de uma rede no túnel aerodinâmico de sopro do LMFTA/DEMI
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10362/149235 |
Resumo: | Entendeu-se ser de toda a conveniência dotar o LMFTA de um túnel aerodinâmico de sopro de pequenas dimensões, que facilite a sua utilização para aulas laboratoriais, para além de certos trabalhos de investigação. A dissertação teve como objetivo estudar o escoamento no interior do túnel, e analisar o efeito da porosidade de uma rede colocada no início da câmara de tranquilização sobre este. Assim recorreu-se à ferramenta CFD, ANSYS FLUENT para a sua realização. A presença da rede entre o difusor e a câmara de tranquilização tem como intuito evitar a possível separação da camada limite ao longo do difusor através do gradiente de pressão por si aplicado. A simulação do escoamento no interior do túnel aerodinâmico, sem a rede, revelou a presença de uma zona de recirculação de grandes dimensões. Esta estende-se desde o início do difusor até ao convergente. Na câmara de tranquilização esta chega a ocupar mais de 80% da área transversal da sec-ção. De forma a modelar a presença da rede no túnel, recorreu-se às User Defined Functions (UDF). Estas impõem uma queda de pressão no local da rede para três coeficientes de queda de pressão dife-rentes (K=4; K=3 e K=1,5), coeficientes estes referentes a diferentes opacidades da rede. Os resultados obtidos revelaram uma diminuição significativa da bolha de recirculação, apenas a jusante da rede, contribuindo assim para o fim precoce desta. A sua redução é superior para valores mais elevados de K, dentro do intervalo testado. Relativamente à velocidade na secção de saída do túnel, esta é uniforme em grande parte da secção, com uma diminuição significativa da espessura da camada limite. Na tentativa de eliminar a bolha de recirculação dentro do difusor, realizaram-se simulações adicionais com a modelação da rede no seu início (a 0,1 m da secção de entrada). Os coeficientes de queda de pressão mantiveram-se iguais. Os resultados revelaram para K=3 e K=4, a eliminação pratica-mente total da zona de recirculação em todo o túnel. |
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Estudo numérico do efeito no escoamento da inclusão de uma rede no túnel aerodinâmico de sopro do LMFTA/DEMITúnel aerodinâmicoredezona de recirculaçãoCFDcoeficiente de perda de pressãoDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia MecânicaEntendeu-se ser de toda a conveniência dotar o LMFTA de um túnel aerodinâmico de sopro de pequenas dimensões, que facilite a sua utilização para aulas laboratoriais, para além de certos trabalhos de investigação. A dissertação teve como objetivo estudar o escoamento no interior do túnel, e analisar o efeito da porosidade de uma rede colocada no início da câmara de tranquilização sobre este. Assim recorreu-se à ferramenta CFD, ANSYS FLUENT para a sua realização. A presença da rede entre o difusor e a câmara de tranquilização tem como intuito evitar a possível separação da camada limite ao longo do difusor através do gradiente de pressão por si aplicado. A simulação do escoamento no interior do túnel aerodinâmico, sem a rede, revelou a presença de uma zona de recirculação de grandes dimensões. Esta estende-se desde o início do difusor até ao convergente. Na câmara de tranquilização esta chega a ocupar mais de 80% da área transversal da sec-ção. De forma a modelar a presença da rede no túnel, recorreu-se às User Defined Functions (UDF). Estas impõem uma queda de pressão no local da rede para três coeficientes de queda de pressão dife-rentes (K=4; K=3 e K=1,5), coeficientes estes referentes a diferentes opacidades da rede. Os resultados obtidos revelaram uma diminuição significativa da bolha de recirculação, apenas a jusante da rede, contribuindo assim para o fim precoce desta. A sua redução é superior para valores mais elevados de K, dentro do intervalo testado. Relativamente à velocidade na secção de saída do túnel, esta é uniforme em grande parte da secção, com uma diminuição significativa da espessura da camada limite. Na tentativa de eliminar a bolha de recirculação dentro do difusor, realizaram-se simulações adicionais com a modelação da rede no seu início (a 0,1 m da secção de entrada). Os coeficientes de queda de pressão mantiveram-se iguais. Os resultados revelaram para K=3 e K=4, a eliminação pratica-mente total da zona de recirculação em todo o túnel.It was felt that it would be very convenient to provide the LMFTA with a small open-circuit blowing type wind tunnel, which facilitates its use for laboratory classes, in addition to certain research works. The dissertation aimed to study the flow inside the tunnel, and to analyze the effect of the screen’s porosity at the beginning of the settling chamber. Thus, the CFD tool, ANSYS FLUENT, was used for its realization. The presence of the screen between the divergence and the settling chamber is intended to avoid the possible separation of the boundary layer along the divergence through pressure gradient applied by it. The simulation of the flow inside the wind tunnel, without the screen, revealed the presence of a large recirculation zone. This extends from the beginning of the divergent to the convergent. In the settling chamber, it occupies more than 80% of the cross-sectional area. In order to model the presence of the screen in the tunnel, User Defined Functions (UDF) were used. These impose a pressure drop at the screen location for three different pressure drop coefficients (K=4; K=3 and K=1.5), these coefficients are related to different screen porosities. The results obtained revealed a significant decrease in the recirculation zone, just downstream of the network, thus contributing to its early end. Its reduction is higher for higher values of K, within the tested range. Regarding the velocity at the exit section of the tunnel, it is uniform in most of the section, with a significant decrease in the thickness of the boundary layer. In an attempt to eliminate the recirculation bubble inside the diffuser, additional simulations were carried out, with the modeling of the screen at the beginning of the diffusser (0,1 m from the inlet section). The pressure drop coefficients remained the same. The results revealed that for K=3 and K=4 the recirculation zone almost disapeared in the entire tunnel.Vaz, DanielRUNQuitério, Pedro Miguel dos Santos2023-02-15T15:28:36Z2021-122021-12-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10362/149235porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-11T05:31:08Zoai:run.unl.pt:10362/149235Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:53:40.486342Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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