High-fidelity simulation and flow control of a plunging airfoil under deep dynamic stall

Autor(es)

Brener d'Lelis Oliveira Ramos

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
• Data de defesa: 2019-08-19

Membros da banca

William Roberto Wolf; Kunihiko Taira; Flavio Donizeti Marques

• Orientador: William Roberto Wolf

Resumo

Simulações de alta fidelidade são realizadas com o intuito de estudar técnicas de controle ativo para amenizar um vórtice de estol dinâmico em um aeorfólio SD7003 em manobra de plunge com número de Reynolds Re = 60000 e número de Mach M = 0.1. Simulações numéricas são realizadas utilizando uma ferramenta numérica que incorpora métodos compactos de alta ordem para diferenciação, interpolação e filtragem numa malha deslocada. Um estudo de convergência de malha é conduzido e os resultados obtidos mostram boa concordância com dados disponíveis na literatura em termos de coeficientes aerodinâmicos. Atuadores com diferentes arranjos na direção da envergadura foram modelados afim de simular o assopramento e sucção do escoamento na região do bordo de ataque. Foi observado que, numa faixa de frequências específica, a média e flutuação de arrasto foram subtancialmente reduzidas enquanto a sustentação quase não foi afetada, especialmente para um atuador bi-dimensional (2D). Nessa faixa de frequências, atuação 2D perturba a formação do vórtice de estol dinâmico, o que leva a uma redução do arrasto devido ao aumento da pressão no extradorso do aerofólio na região de meia corda. Ao mesmo tempo, a pressão é reduzida na proximidade do bordo de ataque, o que aumenta sustentação e empuxo. Uma decomposição modal do escoamento também é realizada. Com apenas 20 modos da decomposição, notou-se que a maior parte da dinâmica do escoamento responsável pelos coeficientes aerodinâmicos é recuperada (AU)

• Processo FAPESP: 16/24504-6 - Simulação de escoamentos compressíveis não-estacionários em referenciais não-inerciais utilizando métodos de alta-resolução
• Beneficiário: Brener d'Lélis Oliveira Ramos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado