Metodologia baseada em dados para previsão da aerodinâmica de aerofólios sob aumento rotacional

• Processo: 25/27827-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: Daniel Sampaio Souza
• Beneficiário: Camili Vitória Claus
• Supervisor: Carlo Luigi Bottasso
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Technical University of Munich, Garching (TUM), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 25/15529-4 - Estudo numérico do desenvolvimento da camada limite em seções de turbinas eólicas sob efeito da rotação, BP.IC
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aumento rotacional | modelo baseado em dados | turbina eólicas de eixo horizontal | Asas rotativas

Resumo

O comportamento aerodinâmico de seções de asas rotativas próximas à raiz é comumente discrepante em relação ao esperado para o aerofólio correspondente em um mesmo ângulo de ataque e número de Reynolds devido, entre outras coisas, a efeitos da rotação. Modelos de engenharia para análise e projeto aerodinâmico de pás de turbinas eólicas de eixo horizontal adotam métodos empíricos para corrigir dados aerodinâmicos bidimensionais de aerofólios. Lacunas na compreensão da física associada a esses efeitos rotacionais são responsáveis por erros dos modelos de correção e por uma grande variação entre as previsões de diferentes modelos. Entretanto, cálculos utilizando o método blade-element (BEM) momentum em que os dados aerodinâmicos das seções foram invocados a partir do valor local da razão de velocidade e do número de Rossby, além do ângulo de ataque, demonstraram resultados promissores. A pesquisa proposta aqui tem como objetivo desenvolver uma abordagem nova para a previsão do carregamento aerodinâmico sobre pás de turbinas eólicas baseado no BEM. A abordagem consiste em fornecer os coeficientes aerodinâmicos através de um modelo baseado em dados treinado a partir de resultados de simulações CFD de uma faixa estreita de aerofólio. As simulações levam em consideração os efeitos rotacionais de acordo com os valores locais da razão de velocidade e do número de Rossby. Tais simulações se baseiam na solução das equações de Navier-Stokes em um referencial não-inercial rotacionando com a seção e consideram periodicidade na direção da envergadura. Essa pesquisa tem o potencial de desenvolver uma metodologia que pode melhorar a precisão de métodos de engenharia para cálculo aerodinâmico de pás de turbinas eólicas. Em princípio, a abordagem pode ser aplicada a qualquer técnica de cálculo aerodinâmico de asas rotativas baseada na teoria do elemento de pá, como os métodos da linha atuadora e da linha de sustentação. (AU)