Métodos inversos para o projeto aerodinâmico de grades de turbomáquinas axiais

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: PETRUCCI, Denis Rinaldi
• Orientador(a): MANZANARES FILHO, Nelson
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Métodos dos painéis; Métodos inversos; Aerófilos; Grades; Turbomáquinas; Transformação conforme
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3517

Neste trabalho, são apresentados dois métodos inversos para o projeto de perfis aerodinâmicos isolados e em grades de turbomáquinas. O primeiro método é baseado em um algoritmo de correção iterativa com uma técnica de painéis eficiente para cálculo do escoamento potencial. São empregadas distribuições lineares de vórtices sobre os painéis e um procedimento consistente para aplicar a condição de Kutta, eliminando-se os carregamentos espúrios que normalmente ocorrem em perfis com bordo de fuga afilado. Para o cálculo dos elementos da matriz de influência, utiliza-se um esquema semi-analítico no caso de perfis em grade linear e puramente analítico no caso de perfis isolados. Partindo de uma geometria inicial, o algoritmo busca iterativamente as ordenadas de um aerofólio atendendo a uma distribuição de velocidade requerida no contorno, com abscissas fixas. O segundo método consiste em uma técnica numérica híbrida utilizando a combinação adequada de uma transformação conforme e o mesmo método de painéis, baseado em distribuição linear de vórtices. A técnica busca obter as coordenadas de um círculo ou de um quase-círculo no plano transformado, resultando num perfil aerodinâmico no plano físico, de forma a atender a uma distribuição de velocidades requerida de projeto, dada em função da coordenada natural do perfil. A aplicação da técnica de transformação conforme aumenta a precisão do procedimento inverso, atenuando sensivelmente as eventuais oscilações geométricas na região do bordo de ataque causadas pela variação de inclinação dos painéis durante o processo iterativo. Com isso, garante-se a geração de formatos aerodinâmicos suaves em todo o contorno. A nova geometria é obtida variando as inclinações dos painéis em função do excesso de velocidade normal induzido pela diferença entre as velocidades calculada e requerida. Ao final de cada iteração, aplica-se um esquema para garantir o fechamento do perfil. Vários casos de testes são apresentados para perfis isolados (Joukowski, Gostelow considerado isolado) e em grade linear (Weinig, Gostelow, e Joukowski considerado em grade).