Aerofolioo

Páginas: 13 (3039 palavras) Publicado: 8 de abril de 2014
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE AEROFÓLIOS
DE ALTA SUSTENTAÇÃO
Diogo Eduardo Ribeiro
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
EMC – Departamento de Engenharia Mecânica
SINMEC – Laboratório de Simulação Numérica em Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor
C.P. 476, CEP 88040-900, Florianópolis -SC, Brasil
e-mail: diogo@sinmec.ufsc.br
Resumo. O cálculo do coeficiente de sustentação atravésforças atuantes em um aerofólio quando este está
submetido à ação de um fluxo contínuo, caracteriza-se como uma ferramenta fundamental na área de
aerodinâmica, principalmente no que diz respeito à classificação e utilização dos aerofólios em áreas de atuação
específicas. O estudo proposto consiste na construção de malhas para simulação de aerofólios (seções de asa de
aviões) no softwareICEM-CFD, e na simulação destes aerofólios em software CFX-4, para posterior
comparação dos resultados com dados experimentais obtidos em túnel de vento, extraídos de UIUC Airfoil Data
Site (Michael Selig), com a finalidade de comprovar a eficiência dos softwares na simulação de perfis de asa de
aviões. A fim de tornar os resultados mais precisos, um estudo de refino de malha foi abordado, assumindo,para
as simulações, configurações de malhas com número de volumes crescentes. A simulação numérica dos perfis no
software proposto assim como a construção das malhas utilizadas para a simulação mostrou-se adequada e muito
satisfatórira tendo em vista comparação realizada com os dados experimentais. O estudo de refino realizado
mostrou-se como ferramenta na redução do erro percentual.Palavras chave: aerodinâmica, aerofólios(perfis), coeficiente de sustentação, turbulência, Reynolds.

1.0 Introdução
O incessante crescimento da velocidade de processamento dos computadores, bem como sua
capacidade de armazenamento, vem tornar possível, recentemente, a análise numérica de fenômenos
físicos cada vez mais complexos e variados.
A simulação numérica em Mecânica dos Fluidos eTransferência de Calor, bastante conhecida
como CFD – Computational Fluid Dynamics, teve um desenvolvimento impressionante nos últimos 20
anos. Inicialmente, como uma ferramenta para análise de problemas físicos em nível de investigação
científica e, atualmente, como uma ferramenta poderosa para a solução de importantes problemas
aplicados da engenharia (Maliska, 1995).
Uma das principais aplicações doCFD no ramo aerospacial tem como parte o
dimensionamento de perfis (seções) de asas para posterior aplicação em áreas específicas. Progressos
recentes na técnica de testes com modelos e nas capacidades computacionais tornaram possível projetar
aerofólios com seções (perfis) que desenvolvem elevada sustentação ao mesmo tempo que mantém o
arrasto muito baixo, quando submetidos a um baixo valorde Reynolds, são os chamados high lift low
Reynolds number airfoils. O estudo se caracteriza pela simulação numérica dos perfis Selig S1223 e
Eppler E423, cujas seções podem ser vistas nas ilustrações 1 e 2 respectivamente. Após a simulação, os
resultados serão comparados com dados experimentais obtidos em túnel de vento, extraídos de UIUC
Airfoil Data Site (Michael Selig).
Este estudoproposto tem por objetivo sugerir e credibilizar a utilização da simulação
numérica como uma ferramenta de análise, certificando que o uso desta ferramenta, quando empregada
de forma correnta e específica, gera resultados que traduzem em muito a situação real do problema, e
portanto podem ser considerados seguros e precisos.
No texto são abordados desde simplificações em relação ao sistema físicoreal, o modelamento
matemático empregado, a metodologia numérica, o pré-processamento como o dimensionamento da

geometria e a criação das malhas, o estudo de malha realizado, visualização das condições de contorno
utilizadas para a resolução do problema, até a etapa de pós-processamento, com a vizualização dos
campos de pressão e vetores velocidade e a análise crítica dos dados produzidos...
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