ANÁLISE FLUIDODINÂMICA E OTIMIZAÇÃO DE ALETAS EM FOGUETE ACADÊMICO

• Autor(a) principal: Lucena, Ayrton Lira de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/42930
• topic: Simulação fluidodinâmica, otimização, foguete acadêmico, aleta de alumínio.; Computational Fluid Dynamics, optimization, rocket academic, aluminum fin

A otimização de componentes é cada vez mais importante no meio aeroespacial, por exemplo, ela pode ser usada para a redução de variáveis como o arrasto e atrito, contribuindo com resultados positivos economicamente, e aerodinamicamente. Considerando o importante papel aerodinâmico que as aletas desempenham, este trabalho pretende através de simulações e otimizações, gerar o melhor modelo de aleta de alumínio, para um foguete acadêmico, projetado para 1500 metros de apogeu, com o intuito de reduzir o arrasto e manter a estabilidade dentro dos valores ideais. O foguete foi modelado através do SolidWorks, projetado aerodinamicamente através do OpenRocket, realizadas análises fluidodinâmicas em CFD através do método dos volumes finitos, utilizando o ANSYS Workbench. Foram realizadas otimizações no domínio a fim de obter malhas refinadas, sem haver um número excessivo de elementos. As condições de contorno iniciais têm como velocidade máxima do ar de 215 m/s, parede do foguete adiabática e modelo de viscosidade escolhido como Spalart-Allmaras. Foi utilizado o índice de convergência de malha para garantir que os resultados obtidos são confiáveis. O processo de otimização das dimensões das aletas, gerou através da simulação, uma redução do arrasto em cerca de 27,15%, com a manutenção da estabilidade, que se manteve dentro dos limites estabelecidos. Assim, a aleta de alumínio, foi adequada ao projeto, resultando em valores confiáveis aerodinamicamente, e através do processo de otimização, promovendo as dimensões mais significativas para o projeto.