EPE0816 - Unitau

XVII Encontro de Iniciação Científica
XIII Mostra de Pós-graduação
VII Seminário de Extensão
IV Seminário de Docência Universitária
16 a 20 de outubro de 2012
INCLUSÃO VERDE: Ciência, Tecnologia e
Inovação para o Desenvolvimento Sustentável
EPE0816
ESTUDO COMPUTACIONAL DA EFICIÊNCIA DE END-PLATES
EM UMA ASA RETANGULAR COM PERFIL SELIG 1223
LEONARDO MOTTA MAIA DE OLIVEIRA CARVALHO
ADRIANO ANDRADE ALMEIDA
[email protected]
ENGENHARIA AERONÁUTICA NOTURNO
UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
ORIENTADOR(A)
VALESCA ALVES CORREA
UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
RESUMO
A aerodinâmica de uma asa finita difere em relação a seus aerofólios se analisada
separadamente, sendo que o escoamento sobre um aerofólio é bidimensional, e o de uma asa
finita tridimensional. O estudo do escoamento em uma asa finita permite observar a diferença
de pressão entre o intradorso e o extradorso, o que leva a um desequilíbrio na distribuição de
pressão, então o escoamento próximo às pontas de asa tende a turbilhonar. A tendência do
escoamento se direcionar pelas pontas de asa define um efeito aerodinâmico importante, um
movimento circulatório que cria vórtices em cada ponta de asa gerando arrasto induzido, fator
que diminui a eficiência da aeronave. Uma das técnicas de se otimizar o desempenho de uma
aeronave, é minimizar o arrasto induzido utilizando dispositivos de ponta de asa, denominados
wingtips,sendo os mais simples os end-plates, que dificultam a formação dos vórtices de ponta
de asa reduzindo a intensidade do arrasto induzido. O benefício do uso de wingtips que mais
se destaca na aviação é a redução do consumo de combustível, pois melhora a eficiência da
aeronave, e resulta maior viabilidade econômica para as companhias aéreas. Esse trabalho
tem como objetivo visualizar por meio de técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional
(CFD) o aumento da eficiência de uma asa simples em regime de voo subsônico. Para
realização do trabalho foi utilizada uma malha simplificada, e visando a validação do estudo
foram comparados resultados em testes no túnel de vento tanto nas dependências da UNITAU
quanto os obtidos na literatura pelo desenvolvedor do perfil Selig 1223 da Universidade de
Illinois. As geometrias de validação foram modeladas usando-se o aplicativo Inventor 11 e
dimensionadas como as usadas nos testes experimentais, para posteriormente serem
analisadas pelo aplicativo ANSYS CFX 12. Os domínios foram dimensionados obedecendo-se
as dimensões da zona de testes dos túneis de vento, a malha gerada foi tetraédrica e o modelo
de turbulência o k-epsilon. No pré-processamento as características físicas e velocidade do ar
foram configuradas obedecendo-se as diretrizes dos testes experimentais, para o pósprocessamento nomeou-se a asa como uma parede separada e a partir daí retirou-se os
valores de arrasto e sustentação. Espera-se demonstrar nos resultados a validação da
modelagem das geometrias com e sem end-plates que foram definidos com forma circular e
diâmetro igual ao da corda da asa, a espessura foi um milímetro devido à espessura da chapa
usada na confecção do dispositivo. O método computacional utilizou o mesmo domínio em
ambas as geometrias de forma a evitar interferências entre o fluido e as paredes. Espera-se
concluir a viabilidade da simulação computacional no estudo da relação do arrasto da asa e da
sustentação com o uso de end-plates.