Avalição de resultados de simulação numérica de escoamento sobre o perfil NACA 2410 utilizando o OpenFOAM com diferentes modelos de turbulência
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2010 |
Outros Autores: | , |
Tipo de documento: | Artigo de conferência |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61354 |
Resumo: | This work presents a computational analysis of the flow over a NACA 2410 aerodynamic profile, aiming to verify the behavior of the drag and lift coefficients for different angles of attack, applying three different turbulence models, (k-epsilon, k-omega SST and Spalart-Allmaras). The software used was the OpenFOAM, which is a Computational Fluid Dynamics open source package, with the capacities of mesh generation, solution obtaining and post processing. The following parameters were used to generate the meshes: ten times the chord length upstream, fifty times the chord length downstream, fifteen layers over the profile and two cycles of the refining box. These parameters have already shown to be satisfactory to the numerical solution in former works. The lift and drag coefficients obtained for different angles of attack were compared against experimental data found in literature. The lift coefficient values were in general underestimated, ranging from three percent to small angles of attack until thirty four percent to high angles of attack, indicating the difficulty that the turbulence models have to preview the boundary layer separation point. The biggest discrepancies occurred in the drag coefficient values, which presented variations in the order of one thousand percent. Above all this fact was already previewed, since the models assume that the flow is turbulent over all the profile, what is not true, because there is a significant extension where the regime is laminar. It can be seen that the aerodynamic performance evaluation must be taken with care, keeping in mind the advantages and limitations of the applied tools. |
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Avalição de resultados de simulação numérica de escoamento sobre o perfil NACA 2410 utilizando o OpenFOAM com diferentes modelos de turbulênciaResults evaluation of numerical simulation flow over a NACA 2410 profile using different turbulence models with OpenFOAMPerfil NACA 2410Modelos de turbulênciaOpenFOAMThis work presents a computational analysis of the flow over a NACA 2410 aerodynamic profile, aiming to verify the behavior of the drag and lift coefficients for different angles of attack, applying three different turbulence models, (k-epsilon, k-omega SST and Spalart-Allmaras). The software used was the OpenFOAM, which is a Computational Fluid Dynamics open source package, with the capacities of mesh generation, solution obtaining and post processing. The following parameters were used to generate the meshes: ten times the chord length upstream, fifty times the chord length downstream, fifteen layers over the profile and two cycles of the refining box. These parameters have already shown to be satisfactory to the numerical solution in former works. The lift and drag coefficients obtained for different angles of attack were compared against experimental data found in literature. The lift coefficient values were in general underestimated, ranging from three percent to small angles of attack until thirty four percent to high angles of attack, indicating the difficulty that the turbulence models have to preview the boundary layer separation point. The biggest discrepancies occurred in the drag coefficient values, which presented variations in the order of one thousand percent. Above all this fact was already previewed, since the models assume that the flow is turbulent over all the profile, what is not true, because there is a significant extension where the regime is laminar. It can be seen that the aerodynamic performance evaluation must be taken with care, keeping in mind the advantages and limitations of the applied tools.Este trabalho apresenta uma análise computacional do escoamento sobre o perfil aerodinâmico NACA 2410, com o objetivo de verificar o comportamento dos resultados dos coeficientes de arrasto e de sustentação para diferentes ângulos de ataque utilizando três modelos de turbulência (k-épsilon, k-ômega SST e Spalart-Allmaras). O programa utilizado foi o OpenFOAM, que é um pacote de fluidodinâmica computacional de código livre, com capacidades de geração de malha, obtenção da solução e pós-processamento. Os seguintes parâmetros foram utilizados na geração da malha: dez vezes a corda a montante, cinquenta vezes a corda a jusante, quinze camadas sobre o perfil e dois ciclos para a caixa de refinamento. Esses parâmetros já se mostraram satisfatórios para a solução numérica em outras situações. Os coeficientes de sustentação e arrasto obtidos para os diferentes ângulos de ataque foram comparados com valores experimentais apresentados na literatura. Os valores dos coeficientes de sustentação em geral foram subestimados, variando de três por cento a baixos ângulos de ataque até trinta e quatro por cento a altos ângulos de ataque, indicando a dificuldade que os modelos de turbulência possuem em prever o ponto de separação da camada limite. As maiores discrepâncias ocorreram nos valores dos coeficientes de arrasto, que apresentaram variações da ordem de mil por cento. Mesmo assim este fato já era esperado, uma vez que os modelos assumem que o escoamento é turbulento sobre todo o perfil, o que não é verdade, pois há uma significativa extensão sobre o mesmo onde o regime é laminar. Constata-se então que a avaliação de desempenho aerodinâmico através de simulação numérica deve ser realizada com cautela, tendo em mente as vantagens e limitações das ferramentas utilizadas.https://www.abcm.org.br/anais/conem/20102021-10-20T13:18:52Z2021-10-20T13:18:52Z2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/conferenceObjectapplication/pdfFERNANDES, Marcos Paulo Gomes; ROCHA, Paulo Alexandre Costa; CARNEIRO, Francisco Olimpio Moura. Avalição de resultados de simulação numérica de escoamento sobre o perfil NACA 2410 utilizando o OpenFOAM com diferentes modelos de turbulência. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA,VIº., 18 a 21 ago. 2010, Campina Grande – PB. Anais[…], Campina Grande – PB., 2010.2178-180Xhttp://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61354Fernandes, Marcos Paulo GomesRocha, Paulo Alexandre CostaCarneiro, Francisco Olimpio Mouraporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-10-20T13:18:52Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/61354Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T19:03:07.072094Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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