Aproximação numérica de um estudo experimental da NASA aplicada ao aerofólio NACA 65(2)-415 com flapes planos

• Autor(a) principal: Matte, Leonardo Roni
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIVATES (Biblioteca Digital da Univates - BD)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10737/2739
• topic: ENG; Dispositivos hipersustentadores; Sustentação; Arrasto; Modelo de turbulência; Simulação; High-lift devices; Lift; Drag; Turbulence model; Simulation

No projeto de aeronaves, o desenvolvimento de dispositivos hipersustentadores eficientes permitem operações de pousos e decolagens mais seguras, sem comprometer o desempenho em voo de cruzeiro. Esses sistemas têm o objetivo de aumentar a eficiência do aerofólio, sendo seu estudo desenvolvido de forma puramente prática durante muitos anos, por meio dos túneis de vento. Esse cenário mudou após o surgimento dos computadores, que têm seu poder de processamento utilizado para o cálculo das equações envolvidas. O estudo numérico de escoamentos sobre aerofólios permite aos engenheiros economizar tempo e investimentos na obtenção de informações essenciais para o projeto de aeronaves, turbinas e outros equipamentos. Neste contexto, o presente trabalho traz uma análise computacional do aerofólio NACA 65(2)-415 com a utilização de flapes. Se trata de uma reprodução computacional parcial de um estudo prático em túnel de vento realizado pela NASA em 1950. É uma análise bidimensional do aerofólio, gerando os coeficientes de sustentação e de arrasto conforme varia-se o parâmetro de ângulo de ataque. Inicialmente é feita a validação do modelo por meio do trabalho de Obeid et. al.(2017), onde o perfil NACA 0015 é simulado pelo mesmo software adotando modelos de turbulência na análise. Além disso, é realizado o teste de qualidade de malha para evitar possíveis variações no resultado final que estejam ligadas à discretização do problema. Depois, são plotadas as coordenadas do aerofólio estudado em software CAD e importadas para o ANSYS Fluent, configuradas as condições simplificadas de escoamento, que são regime permanente, incompressível e isotérmico. São escolhidos 4 combinações de ângulo de ataque para os 55° de deflexão de flape analisados. A comparação entre os coeficientes obtidos nas situações escolhidas e os resultados da NASA apresentam uma boa aproximação próximo ao ângulo de estol (desvio de 1,1%) , e mesmo que alguns pontos mostrem variações maiores, o comportamento da curva é semelhante, mostrando relevância à esta aproximação simplificada.