Análise numérica das características aerodinâmicas de uma asa de baixo alongamento com propulsão distribuída

• Autor(a) principal: Rogério Rodrigues da Silva Filho
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/34929; https://orcid.org/0000-0001-5412-1308
• topic: Aerodinâmica; Propulsão distribuída; Dinâmica dos fluidos computacional; Engenharia mecânica; Análise numérica; Aerodinâmica; Dinâmica dos fluidos computacional

O conceito de propulsão distribuída expande as fronteiras do projeto aeronáutico, com isso, o estudo dos efeitos aerodinâmicos devido às interações entre propulsão distribuída/asa é de extrema importância para a elaboração de uma asa o mais eficiente possível no âmbito aerodinâmico e estrutural. O objetivo do presente trabalho é analisar os efeitos do conceito de propulsão distribuída, na configuração tractor, sobre o campo de escoamento em torno de uma asa de baixo alongamento, além de avaliar as alterações das características aerodinâmicas da asa. Foram utilizados métodos numéricos baseados nas equações Reynolds-Averaged Navier-Stokes, incluindo o modelo de turbulência k-ω SST e um modelo de disco atuador baseado na teoria do elemento de pá, que representa a propulsão; quando validados através de dados experimentais encontrados na literatura, esses métodos numéricos apresentaram boa representação da física do escoamento, especialmente em regiões da asa diretamente afetadas pelo escoamento produzido pela propulsão. Os resultados demonstram a propulsão distribuída altera significativamente o campo de escoamento em torno da asa e como consequência, alteram as características aerodinâmicas da asa. Quando comparada a asa de propulsão distribuída com uma asa livre de efeito de interação, observaram-se: i) o deslocamento da curva de sustentação, alterando a sustentação para um determinado ângulo de ataque; ii) a alteração do coeficiente angular da curva de sustentação; iii) o aumento do valor do coeficiente de sustentação máxima. Além disso, as combinações dos sentidos de rotação das hélices podem modificar consideravelmente as distribuições de pressão, de sustentação e das tensões de cisalhamento sobre a asa, podendo alterar também as regiões de início de separação do escoamento e as distribuições das cargas sobre a asa. Quando considerado em voo de cruzeiro, a asa apresentou um aumento da eficiência aerodinâmica, o que indica a redução de arrasto devido à interação propulsão/asa.