Análise numérica do escoamento em perfis aerodinâmicos com dispositivos hipersustentadores - SILVA, Pietro Olegário da (2023)
No setor aeronáutico, um tipo de geometria bastante utilizado nos estudos em aerodinâmica são os dispositivos hipersustentadores. Esses corpos localizados nos bordos de ataque e de fuga das asas do avião, são responsáveis no aumento de sustentação, como por exemplo nos momentos de decolagem e aterrissagem onde as condições aerodinâmicas são tão diferentes que tal asa necessitam desses dispositivos para obter o coeficiente de sustentação necessário. Apresenta-se neste trabalho, um estudo da dinâmica dos escoamentos envolvendo o perfil aerodinâmico NACA0012 com e sem dispositivos hipersustentadores, com o objetivo de uma melhor compreensão dos efeitos envolvidos bem como definir dentre as geometrias avaliadas a de melhor desempenho em maximizar a sustentação e reduzir o arrasto. Para os estudos numéricos, as equações de Navier-Stokes foram resolvidas para obter os resultados por meio do software COMSOL Multiphysics que é baseado no Método dos Elementos Finitos. Todas as simulações foram realizadas no Laboratório de Transferência de Calor (LabTC) da Universidade Federal de Itajubá. Inicialmente as simulações foram feitas sobre o perfil NACA0012, chamado de perfil base e em seguida foi adicionado um flap a 10° no seu bordo de fuga. Observou-se que o a adição do flap gera um ganho nos valores dos coeficientes de sustentação e arrasto para um mesmo ângulo de ataque. Um terceiro teste foi realizado para o perfil base com a adição do flap, onde fixou-se o perfil base a 7° e variou-se o ângulo do flap, mostrando que a medida que o ângulo aumenta o coeficiente de sustentação aumenta também, isso ocorre devido ao aumento da curvatura do perfil. Outra simulação realizada foi adicionando um slat no bordo de ataque, comprovando que esse dispositivo adia o estol. Por último, realizou-se um teste adicionando um slat e um flap no perfil base, afirmando que a combinação desses três elementos gera um valor maior do coeficiente de sustentação e uma melhor distribuição do coeficiente de pressão. Com base na variação do ângulo de ataque, foram realizadas análises qualitativas e quantitativas dos resultados dos campos de linhas de corrente, vorticidade e pressão e dos coeficientes aerodinâmicos para um número de Reynolds igual a 1000.