Do Lógico ao Abstrato: A Ciência no Cotidiano
23 a 28 de outubro de 2017
Trabalho 7913
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia Mecânica |
| Setor | Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica |
| Bolsa | PROBIC/FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | FAPEMIG |
| Primeiro autor | João Carlos Gaigher Júnior |
| Orientador | JULIO CESAR COSTA CAMPOS |
| Outros membros | Washington Orlando Irrazabal Bohorquez |
| Título | Estudo do comportamento aerodinâmico do aerofólio s809 mediante técnicas da mecânica dos fluidos computacional |
| Resumo | O objetivo foi o estudo do aerofólio S809 empregado em aerogeradores. A análise numérica tem se tornado uma ferramenta essencial nas etapas do desenvolvimento de um projeto devido a sua capacidade de solução para fenômenos físicos cada vez mais complexos. A metodologia empregada foi a caracterização de uma malha estruturada do tipo C-H em 2D a partir das coordenadas do perfil do aerofólio S809. Foram analisadas dois tipos de malhas com números de elementos e nós diferentes, de modo a garantir uma boa previsão do arrasto, sustentação e do modelo de turbulência.Desta maneira escolheu-se a malha com 11.138 elementos e 10.934 nós, de forma que esta malha foi bem resolvida próximo à parede,tendo o primeiro ponto do grid localizado na subcamada viscosa, y+ < 10. Foram utilizados dois modelos de turbulência para a análise dos resultados, o modelo K-epsilon Realizable e o modelo K-omega Standard.As simulações foram realizadas para diferentes números de Reynolds:135.400, 121.200, 106.000, 91.400, 75.400, 59.500, 44.000, 27.300.Em cada número de Reynolds, foram feitas simulações para os seguintes ângulos de ataque do fluido sobre o perfil do aerofólio: 0, 4, 8, 12, 16, 15 e 20 graus. Para cada simulação monitorou-se a escala de resíduos com o intuito de garantir a convergência com o menor erro possível, o coeficiente de sustentação (Cl), o coeficiente de arrasto (Cd),o coeficiente de pressão (Cp) e os contornos de velocidade média e pressão em torno do perfil do aerofólio. Nos resultados observou-se para todos os números de Reynolds e modelos de turbulência um aumento do coeficiente de arrasto quando se tem aumento do ângulo de ataque.Percebeu-se o coeficiente de arrasto para Reynolds igual a 27.300 e o modelo K-omega Standard, sendo o maior valor encontrado, 0,2151 para um ângulo de 16 graus. Com relação ao coeficiente de sustentação foi verificado a presença do "stol" a 15 graus, bem definido, no modelo K-omega Standard. Esse ponto representa o ponto máximo da sustentação. Fato este não observado no modelo K-epsilon Realizable. Outro resultado importante é a relação de Cl sobre Cd. Esta relação foi obtida em torno de 8 a 12 graus para todos os números de Reynolds e modelos de turbulência. Concluiu-se que a malha gerada representou, de forma eficiente, o fenômeno físico. Além disso, os gráficos de convergência dos coeficientes de arrasto e sustentação explicitaram que após um período de oscilação dos mesmos durante as simulações, convergiram para um valor que se manteve constante com o prosseguimento das iterações. Os resultados quantitativos de Cp e velocidade média evidenciaram que o modelo K-omega Standard é mais eficiente do que o modelo K-epsilon Realizable para representação do fenômeno próximo a parede do aerofólio. Por fim, a escala de resíduos revelou a convergência das equações de continuidade e energia para baixos valores, de 0,001 a 0,00000001, mostrando que o princípio de conservação de energia e massa foram alcançados. |
| Palavras-chave | turbulência, malha estruturada, aerogeradores |
| Forma de apresentação..... | Painel |