Investigação numérica de aerofólios bio-Inspirados nas nadadeiras peitorais da Baleia Jubarte via dinâmica dos fluidos computacional

• Main Author: Barconi, Daniel Barbosa
• Other Authors: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
• Format: Bachelor Thesis
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual Paulista (Unesp) 2021
• Subjects: Dinâmica de Fluidos Computacional; OpenFOAM; Sustentação Aerodinâmica; Baleia Jubarte; Aerofólios Bio-Inspirados; Computational Fluid Dynamics; Aerodynamic Lift; Bio-Inspired Airfoils; Humpback Whale
• Online Access: http://hdl.handle.net/11449/214131

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Processo FAPESP: 2020/02912-0 Os conceitos relacionados ao escoamento de fluidos se fazem presentes nas mais diversas áreas do conhecimento, como na produção de energia e nas engenharias aeronáutica e espacial. Todavia, não existem soluções analíticas para os enunciados matemáticos que descrevem a física desses problemas. É fundamental, portanto, promover o estudo de técnicas computacionais de modo a colaborar com o desenvolvimento de novas tecnologias nesse ramo da ciência. Nesse cenário, o presente trabalho buscou avaliar o desempenho de aerofólios mimeticamente modificados a partir da implementação de métodos de dinâmica dos fluidos computacional, através do software livre OpenFOAM. Assim, se avaliaram cinco aerofólios do ponto de vista da sustentação aerodinâmica, sendo quatro deles bio-inspirados nas nadadeiras peitorais da Baleia Jubarte. Foram simuladas três condições de escoamento também estudadas em trabalhos experimentais anteriores, isto é,8º de ângulo de ataque para os números de Reynolds iguais a 1400 e 1900, e 2º de ângulo de ataque para 1900Reynolds. A malha empregada foi submetida à nálise de sensibilidade e, também, atendeu aos critérios de y+ do modelo de turbulência k-ω SST. Nas condições simuladas, não foram obtidas evidências numéricas favoráveis à utilização dos aerofólios 4M, 8S e 8M. Entretanto, para 1900 Reynolds e 2º de inclinação a geometria 4S apresentou coeficiente de sustentação 15,6% maior que o perfil baseline. A metodologia computacional foi validada por comparações numérico-experimentais, atribuindo bom grau de confiabilidade aos resultados obtidos. The concepts related to fluid flow are present in the most diverse areas of knowledge, such as energy production and aeronautical and space engineering. However, there are no analytical solutions for the mathematical statements that describe the physics of these problems. Therefore, it is important to study computational techniques in order to collaborate with the ...