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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
DINÂMICA AEROELÁSTICA DE UM AEROFÓLIO COMPARANDO A TEORIA DE THEODORSEN COM UMA SOLUÇÃO POR DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL
Submission Author:
Bianca Taís Visoná Carnielo , SP
Co-Authors:
Bianca Taís Visoná Carnielo, ALUISIO PANTALEAO, Douglas Bueno
Presenter: Bianca Taís Visoná Carnielo
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0384
Abstract
Aeroelasticidade é a área que compreende estudos envolvendo interações entre forças estruturais e aerodinâmicas, com importante foco em veículos aéreos. Tais interações podem resultar em fenômenos relevantes para a dinâmica do sistema, dentre os quais destacam-se o flutter, respostas à cargas de buffeting, oscilações de ciclo limite, entre outros. A abordagem de interação entre fluido e estrutura (FSI, do inglês fluid-structure interaction) permite a representação de uma classe de problemas cuja dinâmica depende mutuamente do fluido e das características estruturais, e então os desafios da pesquisa em aeroelasticidade envolvem a integração computacional das dinâmicas de fluidos e da estrutura. Em particular, ao se empregar uma solução do fluido por CFD (do inglês computational fluid dynamics), tem-se diversos desafios, incluindo a movimentação da malha, estratégias de mudança de coordenadas, bem como uma malha estrutural intermediária se o sistema dinâmico é descrito por poucos graus de liberdade. Neste sentido, o presente trabalho compreende simulações aeroelásticas considerando um aerofólio de dois graus de liberdade. São consideradas diferentes condições de escoamento subsônico, particularmente para os números de Mach 0,1, 0,2 e 0,357. O aerofólio apresenta os movimentos de flexão (plunge) e arfagem (pitch), sendo a malha do fluido descrita por 133000 nós, com refino próximo à superfície do aerofólio, para representar corretamente a camada limite turbulenta. Na solução, emprega-se o software livre SU2, mantido pela universidade de Stanford (EUA), que considera uma malha estrutural intermediária entre a malha do fluido e a dinâmica do aerofólio. Os resultados mostram que para os números de Mach 0,1 e 0,2 os resultados são compatíveis com a teoria de Theodorsen, e, também, apresenta-se a evolução das frequências confirmando a não presença de flutter. Assim, a metodologia utilizada se mostra adequada para a solução deste tipo de problema de interação entre fluido e estrutura.
Keywords
Aeroelasticidade, SU2, Simulação CFD, interação fluido-estrutura
