Investigação de Escoamentos Compressíveis Turbulentos sobre Aerofólios Utilizando Simulações de Alta-Resolução

• Processo: 17/10795-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: William Roberto Wolf
• Beneficiário: Renato Fuzaro Miotto
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/02335-6 - Investigação da física de escoamentos sobre aerofólios em estol dinâmico utilizando simulações de grandes escalas e técnicas de pós-processamento, BE.EP.DR
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica dos Fluidos Computacional | DInâmica dos fluidos computacional

Resumo

O fenômeno de estol dinâmico é geralmente encontrado em rotores de helicópteros que estão em voo frontal ou em operação de manobras, e é responsável por causar grandes cargas torcionais e vibrações nas pás do rotor. Assim, ele é um fator limitante para o desempenho de helicópteros. Sabe-se que quando a extensão da região viscosa é da ordem da espessura do aerofólio, i.e., em condições de estol leve, o amortecimento negativo é mais propenso a ocorrer. Nesse regime, a geometria do aerofólio, a frequência reduzida, o ângulo de incidência máximo e números de Reynolds e Mach influenciam no comportamento dinâmico do escoamento. Além disso, quando ondas de choque estão presentes, elas alteram o mecanismo de formação do estol dinâmico por meio da separação da camada limite. Diversos modelos matemáticos e métodos de mecânica dos fluidos computacional foram empregados na tentativa de predizer os efeitos do estol dinâmico. No entanto, eles falharam em prover resultados satisfatórios em números de Reynolds e Mach apropriados para o ambiente de rotores de helicópteros. Ademais, tanto os mecanismos físicos que ocorrem em estol dinâmico, mesmo em casos incompressíveis, quanto em interações de choque e turbulência ainda não são completamente compreendidos. Nesse sentido, esse trabalho propõem empregar simulações de grandes escalas com esquemas de alta-resolução para estudar escoamentos turbulentos compressíveis condizentes com situações que possam ser encontradas em rotores aeronáuticos. Concomitantemente, técnicas de análises estatísticas serão conduzidas para investigar os padrões de estruturas turbulentas coerentes a fim de se entender a física dos escoamentos compressíveis estudados. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MIOTTO, RENATO; WOLF, WILLIAM; GAITONDE, DATTA; VISBAL, MIGUEL. Analysis of the onset and evolution of a dynamic stall vortex on a periodic plunging aerofoil. JOURNAL OF FLUID MECHANICS, v. 938, p. 29-pg., 2022-03-17. (13/07375-0, 17/10795-1, 19/02335-6, 21/06448-0)

MIOTTO, RENATO; WOLF, WILLIAM; GAITONDE, DATTA; VISBAL, MIGUEL. Pitch-Plunge Equivalence in Dynamic Stall of Ramp Motion Airfoils. ENERGY AND BUILDINGS, v. 277, p. 14-pg., 2022-11-14. (22/09196-4, 13/08293-7, 21/06448-0, 17/10795-1, 19/02335-6, 13/07375-0)

MIOTTO, RENATO; WOLF, WILLIAM; GAITONDE, DATTA; VISBAL, MIGUEL. Pitch-Plunge Equivalence in Dynamic Stall of Ramp Motion Airfoils. AIAA JOURNAL, v. 61, n. 1, p. 15-pg., 2023-01-01. (22/09196-4, 13/08293-7, 21/06448-0, 17/10795-1, 19/02335-6, 13/07375-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MIOTTO, Renato Fuzaro. Investigation of dynamic stall through high fidelity numerical simulations and data-driven techniques. 2022. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica Campinas, SP.