Efeitos do número de Reynolds na aerodinâmica não-estacionária e aeroacústica de pás estáticas e rotativas

Resumo

O objetivo principal deste trabalho consiste na investigação da aerodinâmica não-estacionária e da aeroacústica de aerofólios estáticos e configurações de rotores. Assim, este trabalho encontra aplicações no projeto, otimização e controle de ruído gerado por helicópteros, turbinas eólicas, ventiladores industriais e sistemas de refrigeração, além de novos conceitos de mobilidade aérea urbana. Simulações numéricas de alta fidelidade serão realizadas utilizando o método de lattice Boltzmann (LBM, do inglês lattice Boltzmann method), uma vez que ele permite a investigação aerodinâmica e aeroacústica de configurações complexas de rotores a custos reduzidos quando comparado com métodos de CFD que resolvem as equações de Navier-Stokes. Escoamentos em diferentes números de Reynolds serão investigados onde bolhas de separação laminar ocorrem. Essas bolhas são responsáveis pelas modulações de frequência e amplitude das instabilidades da camada de cisalhamento que são transportadas e, posteriormente, causam espalhamento acústico no bordo de fuga das pás, levando a uma radiação de ruído intensa. Vários números de Reynolds serão investigados para os quais as camadas limites apresentam transição e turbulência. Nesses casos, a intermitência tem um papel importante na geração de ruído, e técnicas de pós-processamento baseadas em decomposição modal de escoamento serão empregadas para fornecer informações sobre as estruturas coerentes responsáveis pela geração de ruído, incluindo seu conteúdo de frequência e suporte espacial.