Noise generation in airfoils with blunt trailing edges including suction and blowing effects

Autor(es)

Walter Arias Ramirez

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
• Data de defesa: 2016-01-25

Membros da banca

William Roberto Wolf; Carlos Eduardo Keutenedjian Mady; Sami Yamouni

• Orientador: William Roberto Wolf

Resumo

Um estudo numérico é realizado para se avaliar os efeitos de espessura, sucção e assopramento em bordos de fuga nos processos de geração e propagação de ruído de aerofólios. Simulações numéricas diretas, DNS, (do inglês Direct Numerical Simulations) são realizadas para um aerofólio NACA 0012 em diversas condições de escoamentos com números de Mach (Ma = 0.1 até 0.3), ângulos de incidência (AoA = 0 e 3 deg.), e números de Reynolds baseados na corda do aerofólio (Rec = 5000, 10000, 50000 e 100000). Simulações bi-dimensionais são realizadas para um perfil NACA 0012 com modificações nos bordos de fuga espessos. Os efeitos de sucção e assopramento são avaliados no processo de geração de ruído para as condições de escoamento acima. Uma metodologia híbrida que emprega DNS para o cálculo das fontes acústicas e a formulação de analogia acústica de Ffowcs Williams¿Hawkings é utilizada para quantificar as contribuções das fontes sonoras do tipo dipolo e quadrupolo no ruído total. Resultados para escoamentos em baixos números de Reynolds mostram que o aerofólio emite um único componente tonal e que um bordo de fuga mais espesso produz um nível de ruído maior comparado com um bordo de fuga mais fino uma vez que os valores das fontes quadrupolo são maiores e se encontram mais próximas da superficie do aerofólio. No entanto, resultados para os escoamentos com números de Reynolds moderados revelam que o aerofólio pode emitir múltiplos tons sobrepostos num espectro de banda larga, dependendo da configuração do escomento. Esses resultados indicam a existência de um mecanismo de retroalimentação acústico conforme discutido na literatura. A presença dos tons secundários é muito dependente dos efeitos de compressibilidade, ângulo de incidência e espessura de bordo de fuga. Para baixos números de Reynolds, assopramento no bordo de fuga reduz o nível de ruído gerado. Para os casos em que o ruído de banda larga com múltiplos tons são observados, sucção e assopramento modificam consideravelmente a região hidrodinâmica responsável pela geração de ruído e, para alguns dos casos analisados, o assopramento pode eliminar completamente os picos tonais. Este trabalho também apresenta um estudo sobre novas técnicas de simulação numérica que podem ser aplicadas no estudo de ruído de aerofólios. Esse estudo é resultado de um estágio de 6 meses no Lawrence Livermore National Laboratory realizado pelo autor (AU)

• Processo FAPESP: 14/10166-6 - Geração de ruído tonal em bordos de fuga espessos
• Beneficiário: Walter Arias Ramirez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado