Método das soluções fundamentais baseado em vórtices para problemas de aerodinâmica bidimensional.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1425 |
Resumo: | O Método das Soluções Fundamentais (MSF) é um método de contorno sem malha e popular que tem sido aplicado na solução de vários problemas de engenharia como transferência de calor em corpos, distribuições de tensões e escoamentos, tanto internos como externos. Em problemas de aerodinâmica envolvendo corpos esbeltos, o MSF tem sido muito pouco utilizado. Nesse caso, o domínio externo é interior aos corpos e, portanto, é difícil, ou às vezes impossível, de se distribuir as localizações das soluções fundamentais adequadamente. Para problemas de aerodinâmica plana, transformações conforme auxiliares podem ajudar a evitar ou aliviar esses problemas. Para problemas de escoamento potencial e incompressível, a equação de Laplace deve ser satisfeita por ambas as funções potencial e corrente. A solução fundamental logarítmica corresponde ao potencial induzido por uma fonte, no primeiro caso, e a uma função corrente induzida por um vórtice no segundo caso. Nesse trabalho, somente vórtices pontuais são empregados a fim de se representar tanto corpos com e sem sustentação. Para aerofólios com bordo de fuga agudo ou afilado e corpos esbeltos, uma transformação conforme deve ser primeiramente aplicada para se transformar um corpo no plano físico em um quase-círculo. O MSF baseado em vórtices é então aplicado no plano do quase-círculo. A transformação de Joukowski é utilizada no caso de aerofólios isolados com bordo de fuga afilado e escoamento incidente uniforme. Dependendo dos parâmetros dessas transformações, os quase-círculos obtidos podem apresentar uma excessiva variação de curvatura, afetando a precisão dos resultados numéricos. Para se lidar com essa situação, uma técnica apropriada foi desenvolvida a fim de se obter quase-círculos com mínima variação de curvatura. No caso de corpos suaves, como círculos e elipses, o MSF baseado em vórtices pode ser aplicado diretamente no plano físico. No caso de corpos isolados com o escoamento incidente representado por singularidades, o MSF é aplicado diretamente no plano transformado visando uma futura aplicação em grades de perfis de aerofólio. Vários exemplos foram propostos e analisados para se estudar a influência do número de vórtices, sua distância do contorno do corpo e também a variação de curvatura. Esses exemplos são apresentados no presente trabalho, incluindo círculos, elipses e aerofólios simétricos e arqueados. Com as configurações apropriadas, o MSF baseado em vórtices pode alcançar um alto grau de precisão. |
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Para problemas de escoamento potencial e incompressível, a equação de Laplace deve ser satisfeita por ambas as funções potencial e corrente. A solução fundamental logarítmica corresponde ao potencial induzido por uma fonte, no primeiro caso, e a uma função corrente induzida por um vórtice no segundo caso. Nesse trabalho, somente vórtices pontuais são empregados a fim de se representar tanto corpos com e sem sustentação. Para aerofólios com bordo de fuga agudo ou afilado e corpos esbeltos, uma transformação conforme deve ser primeiramente aplicada para se transformar um corpo no plano físico em um quase-círculo. O MSF baseado em vórtices é então aplicado no plano do quase-círculo. A transformação de Joukowski é utilizada no caso de aerofólios isolados com bordo de fuga afilado e escoamento incidente uniforme. Dependendo dos parâmetros dessas transformações, os quase-círculos obtidos podem apresentar uma excessiva variação de curvatura, afetando a precisão dos resultados numéricos. Para se lidar com essa situação, uma técnica apropriada foi desenvolvida a fim de se obter quase-círculos com mínima variação de curvatura. No caso de corpos suaves, como círculos e elipses, o MSF baseado em vórtices pode ser aplicado diretamente no plano físico. No caso de corpos isolados com o escoamento incidente representado por singularidades, o MSF é aplicado diretamente no plano transformado visando uma futura aplicação em grades de perfis de aerofólio. Vários exemplos foram propostos e analisados para se estudar a influência do número de vórtices, sua distância do contorno do corpo e também a variação de curvatura. Esses exemplos são apresentados no presente trabalho, incluindo círculos, elipses e aerofólios simétricos e arqueados. Com as configurações apropriadas, o MSF baseado em vórtices pode alcançar um alto grau de precisão.Método das soluções fundamentais baseado em vórtices para problemas de aerodinâmica bidimensional.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá71 p.Método das Soluções Fundamentais (MSF)MSF baseado em vórticesTransformação conformeMethod of fundamental solutions (MFS)Vortex-based MFSConformal mappingMANZANARES FILHO, NelsonOLIVEIRA, Waldir deMestrado em Engenharia MecânicaDinâmica dos Fluidos e Máquinas de FluxoLIMA, Fernanda SírioPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia MecânicaIEM - Instituto de Engenharia Mecânicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertacao_0036339.pdfdissertacao_0036339.pdfapplication/pdf681792https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1425/1/dissertacao_0036339.pdf5dbfb8aab6bfc74ecf1c65ab10fd442eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1425/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/14252024-04-01 15:51:20.403oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-04-01T18:51:20Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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