Simulações numéricas de efeitos não-estacionários em configurações de turbinas supersônicas

• Processo: 24/20304-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: William Roberto Wolf
• Beneficiário: Leonardo Campos Zoca
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06448-0 - Simulações numéricas de alta fidelidade aplicadas em aerodinâmica não-estacionária, turbulência e aeroacústica, AP.JP2
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Propulsão Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aerodinâmica | Cfd | onda de choque | Propulsão | Simulação Numérica

Resumo

Neste trabalho, simulações numéricas diretas (DNS) e simulações de grandes escalas com resolução de parede (LES) serão empregadas para calcular escoamentos não-estacionários em cascatas de turbinas supersônicas. As turbinas supersônicas têm atraído o interesse de engenheiros e cientistas principalmente por causa de sua alta potência específica, o que pode permitir uma redução potencial de tamanho e peso em motores de turbina a gás. Essas turbo-máquinas compactas podem ser aplicadas em sistemas de propulsão e geração de energia. No entanto, sua operação eficiente é um desafio devido aos complexos mecanismos físicos não-estacionários envolvidos, como reflexões de ondas de choque, interações de choque e camada limite, e problemas de partida típicos de passagens supersônicas internas. Neste trabalho, diferentes condições de escoamento de entrada e configurações geométricas de passagem supersônicas serão investigadas usando DNS e LES para entender os mecanismos transientes que ocorrem em cascatas de turbinas supersônicas. Um estudo de partida e entupimento será conduzido seguido por uma análise dos efeitos não-estacionários subsequentes relacionados às interações de choque e camada limite de choque, envolvendo possíveis separações de escoamento.