Caracterização de túnel de vento LANT e execução de experimento piloto para detecção de ondas Tollmien-Schlichting artificiais

• Autor(a) principal: Bresci, Christian Salaro
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14052020-093715/
• topic: Boundary layer; Camada limite; Laminar-turbulent transition; Nível de turbulência; Noise; Ondas Tollmien-Schlichting; Ruído; Tollmien-Schlichting waves; Transição laminar-turbulento; Túnel de vento; Turbulence level; Wind tunnel

O estudo da camada limite, conceito inaugurado por Prandtl, tem fundamental importância para a aerodinâmica, sendo relevante em duas grandes áreas de estudo: a instabilidade aerodinâmica e a aeroacústica. Os mecanismos de transição da camada limite tem sido estudados, no âmbito da instabilidade aerodinâmica, desde o início dos anos 30 com as contribuições fundamentais de Tollmien e Schlichting. Embora tenha evoluído muito nos últimos 90 anos, os mecanismos responsáveis por esta transição ainda não são completamente explicados. Por outro lado, a camada limite tem papel relevante no som gerado aerodinamicamente, um fenômeno ainda não completamente compreendido. Dentro deste contexto, o grupo de pesquisa em transição, turbulência e aeroacústica construiu um túnel de vento com baixa turbulência e baixo ruído. Este túnel, denominado LANT(Low Acoustic Noise and Turbulence), foi desenvolvido para realizar diversos tipos de experimentos, entre eles a transição e geração de som da camada limite. Um dos objetivos deste trabalho de mestrado é caracterizar a qualidade do escoamento gerado pelo túnel de vento, avaliando os níveis de turbulência, uniformidade do escoamento e nível de ruído de fundo. Outro objetivo é testar a qualidade do túnel executando um experimento piloto de detecção de ondas Tollmien-Schlichting articiais; neste contexto, foi projetado e construído um sistema de posicionamento tridimensional para movimentação de sondas para aferição do escoamento. As técnicas experimentais utilizadas são a anemometria a o quente HWA (Hot Wire Anemometry) e beamforming acústico. O LANT apresenta não uniformidades no escoamento da ordem de 1% e nível de turbulência de 0,07% para a faixa de velocidades 10 m/s a 25 m/s. Também foi comprovada a qualidade do túnel pela execução de experimentos de transição, sendo caracterizadas ondas TS forçadas (ou articiais) e sua taxa de amplicação.