Publicação: Comparative study of aerodynamic models for aeroelastic flutter prediction and dynamic stall
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Resumo
Este trabalho revisa e compara os principais métodos para a modelagem do flutter aeroelástico
bidimensional, com foco especial nas diferentes formulações aerodinâmicas e na capacidade de
representar os efeitos do estol dinâmico. O objetivo é fornecer uma visão comparativa desses
métodos, servindo como um conjunto auxiliar de ferramentas para a estimativa e previsão de
resultados experimentais, especialmente no contexto de ensaios aeroelásticos em laboratórios de
pesquisa.
Inicialmente, são investigadas as formulações mais simples de escoamento colado, o que inclui
os modelos quase-estacionário e não estacionário, seguidas pelos modelos semi-empíricos mais
avançados para representação do estol dinâmico, nomeadamente as formulações ONERA e
Leishman–Beddoes. Todos os modelos são implementados numericamente em MATLAB e
analisados por meio da comparação com um caso experimental de referência disponível na
literatura.
A partir das principais características, vantagens e limitações de cada abordagem, conclui-se que,
entre os métodos baseados em escoamento colado, o modelo aerodinâmico não estacionário de
Wagner apresenta previsões mais precisas quando comparado à formulação quase-estacionária,
uma vez que o flutter é intrinsecamente um fenômeno dinâmico de alta frequência. Entre os
modelos semi-empíricos com representação do estol dinâmico, destaca-se o método de Leishman
Beddoes, que apresentou os resultados mais satisfatórios, principalmente devido à calibração
previamente validada dos parâmetros aerodinâmicos.
Abstract
The present work reviews and compares the main methods for modeling bidimensional aeroelastic
flutter, with particular focus on different aerodynamic formulations and their ability to represent
dynamic stall effects. The objective is to provide a comparative view of these methods, serving
as an auxiliary set of tools for estimating and predicting experimental results, especially in the
context of research aeroelastic tests.
Simpler attached-flow formulations, namely quasi-steady and unsteady models, are first investi
gated, followed by more advanced semi-empirical dynamic stall models, namely the ONERA
and Leishman–Beddoes formulations. All models are numerically implemented in MATLAB
and analysed through comparison with a reference experimental case from the literature.
By identifying the main characteristics, advantages, and limitations of each approach, it is
concluded that, among the attached-flow methods, the unsteady Wagner aerodynamic model
provides more accurate predictions than the quasi-steady formulation, since flutter is inherently
a high-frequency dynamic phenomenon. Among the semi-empirical models with dynamic stall
representation, the Leishman–Beddoes method yields the most satisfactory results, mainly due
to the previously validated calibration of its aerodynamic parameters.
Palavras-chave
Flutter, Estol dinâmico, Simulação, Dynamic stall, Simulation
Citação
MAFFEI, Vitor José. Comparative study of aerodynamic models for aeroelastic flutter prediction and dynamic stall. 2026. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.