Estudo Numérico Comparativo do Escoamento em Torno de um Perfil Alar utilizando Métodos de Painel e de Volumes Finitos

Luís Morão Cabral Ferro Ferro¹; Jakson Gomes de Oliveira Júnior¹; Alyne Loise Bezerra de Almeida¹

¹ Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0261

Resumo

O escoamento bidimensional em torno de perfis alares é um dos tipos de escoamento que há mais tempo vem sendo motivo de estudo pelos pesquisadores. Os primeiros métodos utilizados na resolução desses escoamentos foram os da transformação conforme, que ainda hoje são usados para aferir a qualidade das soluções de numéricas, e posteriormente os métodos de painel com diferentes tipos de singularidades (fontes, vórtices ou dipolos) no contorno do perfil ou na linha média e painéis retos ou com curvatura. Os métodos de painel têm sido muito utilizados na solução do escoamento invíscido ou do escoamento viscoso com a aproximação de camada limite. São métodos de fácil utilização, pois não necessitam de discretização do domínio e consomem pouco tempo de CPU, permitindo obter quer os parâmetros integrais, como coeficiente de sustentação Cl e de resistência Cd, quer as distribuições de pressão no contorno do perfil. A utilização da Mecânica dos Fluidos Computacional (CFD), em especial o método dos Volumes Finitos na resolução das Equações de Euler para escoamento invíscido ou de Navier-Stokes para escoamento viscoso permite analisar o comportamento dos perfis em condições mais desfavoráveis bem como determinar as forças de resistência com maior precisão. Neste artigo o escoamento em torno de um perfil de alta sustentação a baixo número de Reynolds, utilizado na asa dos modelos de aeronaves para a competição SAE BRASIL Aerodesign, é calculado recorrendo aos métodos de painel já referidos e o método de Volumes Finitos em escoamento invíscido e viscoso. O escoamento em torno do perfil é calculado utilizando métodos de painel, para escoamento invíscido e para escoamento viscoso com aproximação de camada limite. O contorno do perfil é discretizado em segmentos de reta com distribuições de fontes de intensidade constantes. A circulação é gerada por distribuições de vórtices de intensidade constante no contorno do perfil ou por distribuições de intensidade constante ou variável na linha média do perfil. A condição de Kut

Palavras-chave: perfil alar; método de painel; volumes finitos; bidimensional; Aerodesign