Desenvolvimento de modelo aerodinâmico de ordem reduzida para análise da resposta aeroelástica de aerofólios em altos ângulos de ataque

Resumo

O desprendimento de vórtices no escoamento durante os fenômenos de aerodinâmica não-estacionária promove desvios no comportamento estático esperado. Esse tipo de evento pode ser prejudicial, visto que podem causar vibrações e picos de carregamento não desejados. Nesse sentido, o aparecimento e desenvolvimento de vórtices de bordo de ataque de perfis aerodinâmicos é de grande importância para o campo da aerodinâmica não-estacionária. No modelo LDVM (LESP-modulated discrete vortex method), um critério de desprendimento de vórtice intermitente no bordo de ataque, governado pela máxima sucção suportada nesse ponto, é introduzido. É mostrado que, quando aplicada a teoria de aerofólio fino, esse parâmetro de sucção de bordo de ataque ($LESP$) está relacionado ao primeiro termo da série de Fourier que representa a distribuição de vorticidade do aerofólio ao longo da corda. Apesar de sua robustez, o modelo falha quando há considerável separação do escoamento no bordo de fuga. Nesse sentido, o modelo UTM (unsteady trailing-edge separation method) consegue simular as cinemáticas onde ocorra apenas separação no bordo de fuga sem formação de vórtice de bordo de ataque. O presente projeto de pesquisa visa desenvolver um modelo aerodinâmico de ordem reduzida, através dos modelos LDVM e UTM, que consiga estimar os carregamentos aerodinâmicos atuantes em um aerofólio submetido a altos ângulos de ataque. A validação do modelo aerodinâmico será feita através de comparações com simulações em CFD, sendo realizada em seguida a análise da resposta aeroelástica. (AU)