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Numerical study of wings with wavy leading and trailing edges (2016)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SERSON, DOUGLAS - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: AERODINÂMICA
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: Inspirado na nadadeira peitoral da baleia jubarte, o uso de ondulações ao longo da envergadura de asas tem sido considerado na literatura como uma possível maneira de atrasar o estol, e possivelmente também reduzir o arrasto, levando a melhores características aerodinâmicas. Com o objetivo de obter um melhor entendimento desse mecanismo de controle do escoamento, o presente trabalho investiga numericamente o efeito de ondulações no escoamento ao redor de asas infinitas com o perfil NACA0012. O estudo consiste de simulações diretas do escoamento usando o método espectral/hp, que está disponível através da biblioteca nektar++. Considerando o alto custo computacional das simulações realizadas, diversas melhorias foram introduzidas no método, tornando-o mais eficiente e permitindo que números de Reynolds mais elevados fossem analisados. Essas melhorias ao método incluem uma técnica de mudança de coordenadas para tratar a ondulação, mudanças na estratégia de paralelismo e um procedimento de refinamento usando ordem polinomial variável. Inicialmente, simulações foram realizadas para um número de Reynolds muito baixo Re = 1, 000, o que permitiu observar as estruturas tridimensionais do escoamento em detalhe. Nesse caso, os resultados mostram que a ondulação leva a uma diminuição da razão sustentação-arrasto, combinada com uma forte redução das flutuações da força de sustentação. A redução da razão sustentação-arrasto é consequência de uma combinação de arrasto e sustentação mais baixos e está associada a um regime no qual o escoamento permanece colado atrás dos picos do bordo de ataque, enquanto que regiões distintas de escoamento separado estão presentes atrás dos vales. Em seguida, simulações com Re = 10, 000 foram consideradas.Para ângulos de ataque elevados, os resultados neste caso são similares àqueles com Re mais baixo, com a ondulação levando a separação atrás dos vales e provocando reduções na sustentação e no arrasto. No entanto, para um ângulo de ataque mais baixo a ondulação leva a um grande aumento na força de sustentação. Foi observado que isso está relacionado ao fato de que o escoamento ao redor da asa lisa é laminar neste caso, com a ondulação induzindo a transição para um estado turbulento. Finalmente, o caso Re = 50, 000 foi considerado, com os resultados apresentando uma boa concordância com experimentos apresentados na literatura.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 19.12.2016
  • Acesso online ao documento

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    EPBC31200026205FT-3718 versão corr.
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    • ABNT

      SERSON, Douglas; MENEGHINI, Julio Romano. Numerical study of wings with wavy leading and trailing edges. 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03032017-110359/pt-br.php >.
    • APA

      Serson, D., & Meneghini, J. R. (2016). Numerical study of wings with wavy leading and trailing edges. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03032017-110359/pt-br.php
    • NLM

      Serson D, Meneghini JR. Numerical study of wings with wavy leading and trailing edges [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03032017-110359/pt-br.php
    • Vancouver

      Serson D, Meneghini JR. Numerical study of wings with wavy leading and trailing edges [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03032017-110359/pt-br.php

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