Publicação: Simulação computacional do escoamento sobre um aerofólio NREL S809
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
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Resumo
O presente estudo tem como principal objetivo verificar a precisão da análise
CFD do aerofólio NREL S809 realizada a partir do software comercial ANSYS Fluent
comparando os dados obtidos em CFD com dados experimentais. O aerofólio em
questão opera em baixos números de Reynolds devido ao foco do desenvolvimento
do mesmo ter sido a utilização em turbinas eólicas. A partir dos conceitos relativos à
fluidodinâmica computacional (CFD) expostos no relatório, foram escolhidos os
parâmetros de entrada apropriados para a simulação em questão, principalmente no
que se refere à modelagem da camada limite a partir do modelo de turbulência RANS
k-w SST, e as regiões de maior refinamento ao redor do aerofólio. Para a verificação
da qualidade da simulação foram analisadas a convergência da simulação entre
malhas sucessivamente refinadas e a qualidade da modelagem da camada limite a
partir do parâmetro adimensional y+
, onde ambas obtiveram bons resultados. Entre os
dados experimentais disponíveis na documentação utilizada, foram escolhidos os
dados para o escoamento com número de Reynolds igual a 2*10e6
, onde os gráficos
analisados foram as curvas relacionando o ângulo de ataque com os coeficientes de
arrasto e sustentação, e também os gráficos relacionando o coeficiente de pressão
ao longo da corda. Por fim, verificou-se uma boa modelagem do escoamento mas com
maiores divergências quando o aerofólio é submetido a um regime de stall, o que
ocorre devido à necessidade de modelagem dos efeitos turbulentos presentes nos
modelos de turbulência RANS.
Abstract
The main objective of this study is to verify the precision of the NREL S809
airfoil’s CFD analysis which was performed using the commercial software ANSYS
Fluent, comparing the data obtained in CFD with experimental data. The airfoil in
question operates in low Reynolds numbers due to the focus of its development being
the use in wind turbines. From the concepts related to computational fluid dynamics
(CFD) exposed in this report, the appropriate input parameters were chosen for the
simulation in question, especially with regard to the boundary layer modeling
considering the RANS k-w SST turbulence model and the regions with more
refinement around the airfoil. In order to verify the quality of the simulation, it was
analyzed the convergence of meshes successively refined and the boundary limit
modelling through the dimensionless parameter y+
, where both parameters presented
good results. Among the experimental data available in the used documentation, it was
chosen the data for flow with Reynolds number equal to 2*10e6
, where the graphs
analyzed were the curves correlating the angle of attack with the drag and lift
coefficients, and also the graphs correlating the pressure coefficient along the airfoil’s
chord. And, concluding the analysis, it was verified a good modelling of the flow with
greater divergencies when the airfoil is subjected to a stall regime due to the need to
model the turbulent effects in RANS turbulence models.
Palavras-chave
CFD, NREL S809, Comparação com dados experimentais, Simulação
Citação
NOGUEIRA, Rafael dos Santos. Simulação Computacional do Escoamento Sobre Um Aerofólio NREL S809. 2023. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
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