Estudo numérico de mudança de forma de uma asa sob efeito de hélice para melhoria aerodinâmica
Leandro Neves Pedreiro1; Rudolf Huebner1; Fernando Diogo de Carvalho Grossi2
1 Universidade Federal de Minas Gerais; 2 Embraer
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1261
Resumo
O incremento de pressão e das velocidades axial e tangencial no escoamento devido a rotação de uma hélice causa modificações na distribuição de forças sobre uma asa imersa em seu tubo de corrente. Tais modificações implicam em aumento do arrasto do conjunto. Desta forma, o presente trabalho tem objetivo de apresentar um estudo paramétrico de modificações geométricas da asa a fim de reduzir o arrasto da aeronave, aumentando sua eficiência aerodinâmica. Para o estudo, a hélice é modelada como um disco infinitesimal onde aplica-se a teoria do elemento de pá (BEM) com correções de ponta e de efeitos tridimensionais nas polares de suas seções devido à sua rotação. Por meio de simulações RANS obtém-se os efeitos de interação entre hélice e asa. A modelagem é validada comparando com resultados experimentais de hélices disponíveis na literatura. Para o estudo paramétrico, altera-se a distribuição de torção da asa de forma a recuperar parte da energia rotacional perdida pela hélice. Os resultados mostram melhorias na integração propulsiva, de modo que, consequentemente, pode-se propor a otimização geométrica da asa de uma aeronave para uma dada condição de voo a fim de aumentar sua eficiência. Tal análise é importante para projetos de futuras aeronaves propelidas à hélice.
Palavras-chave: Hélice; Integração propulsiva; Eficiência aerodinâmica; CFD