Predição numérica ruído de interação rotor-rotor em cascatas bidimensionais contra-rotativas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Reckziegel, Felipe Silva
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: https://bdm.unb.br/handle/10483/25121
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.
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spelling Reckziegel, Felipe SilvaMiserda, Roberto F. BobenriethRECKZIEGEL, Felipe Silva. Predição numérica ruído de interação rotor-rotor em cascatas bidimensionais contra-rotativas. 2019. xviii, 125 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://bdm.unb.br/handle/10483/25121Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.O presente trabalho consiste na simulação numérica de um escoamento compressível e invíscido através de duas cascatas rotor-rotor bidimensionais contra-rotativas. Utilizou-se o método de fronteira imersa com geometria móvel para simular o ruído gerado pelo open rotor. As equações de Euler são numericamente resolvidas usando uma discretização de volume finito onde os fluxos são calculados com quarta ordem de precisão no espaço, enquanto o processo de marcha temporal é alcançado usando Runge-Kutta de terceira ordem. O carregamento das pás é reduzido ao aumentar a velocidade axial do escoamento livre enquanto a velocidade linear de rotação das pás se mantém constante com número Mach igual a 0,65. Sete casos foram simulados com velocidades do escoamento livre igual a Mach 0,15, 0,20, 0,22, 0,25, 0,27, 0,29 e 0,30. Os resultados numéricos mostram que o OASPL é mínimo para Mach 0,22, que corresponde aproximadamente a condição de projeto e o OASPL é máximo para Mach 0,30, isto é, para um carregamento mínimo nas pás. A separação entre cascatas foi investigada para 1,89, 0,4 e 0,0875 comprimentos característicos, mostrando que ambos os ruídos tonal e de banda larga podem ser atenuados ou intensificados em diferentes posições de geometrias. Desenvolveu-se sub-rotina numérica de rotação das geometrias móveis para compreender o fenômeno de indução do escoamento e sondas de velocidade foram implementadas no domínio computacional. Quinze casos com diferentes ângulos de rotação foram testados e o sinal das sondas evidenciou caráter oscilatório da velocidade induzida. Os resultados numéricos mostram que o escoamento livre é succionado de forma pulsante, com aumento da intensidade do pulso proporcional ao aumento do ângulo de rotação.Submitted by Caroline Botelho Teixeira (carolinebotelhoteixeira@gmail.com) on 2020-06-16T22:07:59Z No. of bitstreams: 1 2019_FelipeSilvaReckziegel_tcc.pdf: 4449921 bytes, checksum: 56601138c4a988cc7ed12e4ef9435cb7 (MD5)Approved for entry into archive by Biblioteca Digital de Monografias Gerência (bdm@bce.unb.br) on 2020-07-29T20:47:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2019_FelipeSilvaReckziegel_tcc.pdf: 4449921 bytes, checksum: 56601138c4a988cc7ed12e4ef9435cb7 (MD5)Made available in DSpace on 2020-07-29T20:47:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2019_FelipeSilvaReckziegel_tcc.pdf: 4449921 bytes, checksum: 56601138c4a988cc7ed12e4ef9435cb7 (MD5)The present work consists in the numerical simulation of a compressible and inviscid flow through two rotating rotor-rotor cascades. The moving-body immersed boundary method was used to simulate the noise generated by the open rotor. The Euler equations are numerically solved using a finite volume discretization where the flows are calculated with fourth order of precision in space, while the time marching process is achieved using a third-order Runge-Kutta. The blade loading is lowered by increasing the axial free-flow velocity while keeping the circumferential velocity of the blades constant, with a Mach number equal to 0.65. Seven cases were simulated with free-flow velocities equal to Mach 0.15, 0.20, 0.22, 0.25, 0.27, 0.29 and 0.30. The numerical results show that the OASPL is minimum for Mach 0.22, that corresponds approximately to the design condition and the OASPL is maximum for Mach 0.30, i.e., for a minimum blade loading. The blade separation between cascades was investigated for 1.89, 0.4 and 0.0875 characteristic lengths, showing that both tonal and broadband noises can be attenuated or intensified under different geometries position. A numerical subroutine for geometry rotation was developed to understand the phenomenon of free-flow induction and velocity probes were implemented inside the computational domain. Fifteen cases with different angles of rotation were tested and the probes signals show oscillatory character of the induced speed. The numerical results show that the induced free-flow is pulsing with increase of intensity proportional to the increase in the angle of rotation.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar meu trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.info:eu-repo/semantics/openAccessEscoamento (Engenharia)Ruído aeronáuticoTurbinas - testesPredição numérica ruído de interação rotor-rotor em cascatas bidimensionais contra-rotativasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2020-07-29T20:47:36Z2020-07-29T20:47:36Z2019-06-27porreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/25121/2/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD52ORIGINAL2019_FelipeSilvaReckziegel_tcc.pdf2019_FelipeSilvaReckziegel_tcc.pdfapplication/pdf4449921http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/25121/1/2019_FelipeSilvaReckziegel_tcc.pdf56601138c4a988cc7ed12e4ef9435cb7MD5110483/251212020-08-28 10:41:57.371oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712020-08-28T13:41:57Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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