Obtenção dos coeficientes de flutter utilizando simulações via CFD

• Main Author: Sa, Lucas Lucinda de
• Publication Date: 2021
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFJF
• DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00366
• Download full: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00366; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13757
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL; Coeficientes aerodinâmicos; Flutter; Aerofólio; Geometria retangular; OpenFOAM; Aerodynamic coefficients; Airfoil; Rectangular geometry

Os estudos sobre coeficientes aerodinâmicos e coeficientes de flutter são de grande importância para projetos na engenharia estrutural, podendo evitar grandes acidentes provocados por forças de carregamento advindas do vento. A obtenção desses coeficientes pode ser via ensaios experimentais em túnel de vento. Porém, com avanços em dinâmica dos fluidos computacional, cada vez mais vem ganhando destaque a obtenção destes coeficientes via simulações numéricas. Nesta pesquisa, adota-se uma metodologia que assume uma relação linear entre as funções de força e as leis de movimento da estrutura, o que permite a superposição das respostas. Aplicam-se vibrações harmônicas forçadas com frequência conhecidas no meio do comprimento característico de cada estrutura para obtenção dos históricos dos coeficientes de força e momento. O sinal obtido é tratado via ajuste de curva pelo método dos mínimos quadrados e, posteriormente, calculam-se os coeficientes de flutter. A primeira análise reside na identificação dos coeficientes de flutter em um aerofólio em escoamento bidimensional e com número de Reynolds igual a 800. O segundo exemplo consiste na obtenção e análise dos coeficientes de flutter para uma geometria retangular submetida a um escoamento turbulento. Testes com as amplitudes da vibração forçada foram realizados para avaliar a influência desses parâmetros nas respostas. O modelo de turbulência k-SST foi empregado para este exemplo. Um modelo numérico para resolver as equações incompressíveis de Navier-Stokes é proposto usando o código aberto OpenFOAM CFD. Os resultados de ambos os conjuntos de simulação foram comparados com os da literatura, validando os modelos numéricos