UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI

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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI

Problema de dois corpos de um aerofólio

Discentes:Charles Willian Gonçalves Gabriel Rezende Batista Leonardo Benevenuto Coelho

Docente: Lucas Lincoln Fonseca Soares

Diamantina 2018

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SUMÁRIO

Capítulo 1…        3

1.2 objetivos…        4

Capítulo 2…        6

2.1.formulação teórica…        6

Capítulo 3…        10

3.1 metodologia…        10

Capítulo 4- Resultados…        12

Capítulo 5- Conclusão.        24

ANEXO        25

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RESUMO

Ao longo das últimas décadas, o conhecimento detalhado das características do escoamento ao redor de veículos de superfície (carros, caminhões, trens, motos, bicicletas, etc) é considerado primordial para o projeto adequado desses veículos, permitindo a melhoria da eficiência energética e das características dinâmicas dos mesmos. Para tanto, resultados experimentais e de simulações numéricas são de grande importância. O seguinte trabalho abrange tanto a parte experimental como a computacional de um projeto aerodinâmico do aerofólio de um veículo automobilístico. A parte experimental envolveu a medição do coeficiente de arrasto do modelo e de sustentação do escoamento ao redor do mesmo. A visualização do escoamento ao redor do corpo foi concentrada na traseira do modelo e na estrutura de esteira, pois essa região é a maior responsável pelo arrasto no modelo. Já a parte computacional consistiu na simulação numérica do escoamento ao redor do corpo empregando técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD).

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1. CAPÍTULO 1

1. INTRODUÇÃO

A dinâmica de fluidos computacional ou CFD é a análise de sistemas envolvendo fluxo de fluidos, transferência de calor e fenômenos associados, tais como reações químicas, por meio de simulação baseada em computador. A técnica é muito poderosa e abrange uma ampla gama de áreas de aplicação industrial e  não industrial. Alguns exemplos são:

• aerodinâmica de aeronaves e veículos: sustentação e arrasto;
• hidrodinâmica de navios;
• usina de energia: combustão em motores de combustão interna e turbinas a gás;
• turbomáquinas: fluidos dentro de passagens rotativas, difusores etc.

A partir da década de 1960, a indústria aeroespacial integrou técnicas de CFD na concepção, P&D e fabricação de aeronaves e motores a jato. Mais recentemente, os métodos foram aplicados ao design de motores de combustão, câmaras de combustão de turbinas a gás e fornos. Além disso, os fabricantes de veículos a motor agora prevêem forças de arrasto rotineiramente, fluxos de ar no capô e o ambiente no automóvel com CFD. Cada vez mais o CFD está se tornando um componente vital na concepção de produtos industriais e processos.

O objetivo final dos desenvolvimentos no campo CFD é fornecer uma capacidade comparável com outras ferramentas CAE (engenharia assistida por computador) tais como códigos de análise de tensão. A principal razão pela qual o CFD ficou para trás é a tremenda complexidade do comportamento subjacente, que impede uma descrição dos fluxos de fluidos que é ao mesmo tempo econômica e suficientemente completo. A disponibilidade de hardware de computação de alto desempenho acessível e a introdução de interfaces de fácil utilização levaram a  uma recente aumento de interesse, e CFD entrou na comunidade industrial mais ampla desde os anos 90.

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O custo variável de um experimento, em termos de contratação de instalação e / ou pessoa custos, é proporcional ao número de pontos de dados e ao número das configurações testadas. Em contraste, os códigos CFD podem produzir volumes de resultados praticamente sem despesa adicional, e é muito barato executar estudos paramétricos, por exemplo, para otimizar o desempenho do equipamento.

Os códigos CFD são estruturados em torno dos algoritmos numéricos que podem resolver problemas de fluxo de fluido. A fim de fornecer acesso fácil ao seu poder de solução, todos os pacotes CFD comerciais incluem interfaces de usuário sofisticadas para parâmetros do problema e examinar os resultados. Portanto, todos os códigos contêm três elementos principais: (i) um pré-processador, (ii) um solucionador e (iii) um pós-processador.

Pré-processador

O pré-processamento consiste na entrada de um problema de fluxo em um programa CFD por meio de uma interface favorável ao operador e a transformação subsequente desta entrada em uma forma adequada para uso pelo solucionador. As atividades do usuário em a fase de pré-processamento envolvem:

• Definição da geometria da região de interesse: o cálculo computacional domínio;
• Geração de grade - a subdivisão do domínio em um número de subdomínios menores e não sobrepostos: uma grade (ou malha) de células (ou controlar volumes ou elementos);
• Seleção dos fenômenos físicos e químicos que precisam ser modelado;
• Definição das propriedades do fluido;
• Especificação de condições de contorno apropriadas nas células que coincidem com ou toque no limite do domínio.

A solução para um problema de fluxo (velocidade, pressão, temperatura, etc.) é definida nos nós dentro de cada célula. A precisão de uma solução de CFD é governada pela número de células na grade. Em geral, quanto maior o número de células, melhor a precisão da solução. Tanto a precisão de uma solução quanto seu custo termos de hardware de computador e tempo de cálculo necessários dependem na finura da grade. As malhas ideais são geralmente não uniformes: mais finas áreas onde ocorrem grandes variações de ponto a ponto e mais grossas nas regiões com relativamente pouca mudança. Esforços estão em andamento para desenvolver códigos CFD com uma capacidade de mesclagem (auto) adaptativa.