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Análise de instabilidade aerodinâmica de um perfil NACA através de um modelo reduzido fenomenológico
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/919328
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Guerra, Gabriel Mario | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/8995881694561450 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Pinheiro, Isabela Florindo | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/4244258573417514 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Figueiredo, Fabio da Costa | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2116099133299669 | - |
| Autor(es): dc.creator | Rodrigues, Calebe Vitor de Moura Meira | - |
| Autor(es): dc.creator | Abreu, Gabriel Carvalho de | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-01-03T11:39:45Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-01-03T11:39:45Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-08-02 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-08-02 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://app.uff.br/riuff/handle/1/33853 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/919328 | - |
| Descrição: dc.description | Todas as estruturas desenvolvidas para suportar esforços aerodinâmicos, aeronaves, aerogeradores e até edificações estão sujeitas às vibrações causadas pelo fluxo de ar. Estas vibrações têm sua origem na formação alternada de vórtices em torno do corpo que induzem forças de sustentação periódica sobre a estrutura. Esses esforços dinâmicos promovem movimentos oscilatórios ao longo do corpo, que no caso de perfis aerodinâmicos geram uma instabilidade na sustentação chamada de flutter e pode afetar o funcionamento do perfil até uma perda de sustentação catastrófica. Uma abordagem através da modelagem numérica deste fenômeno implica a resolução do problema do escoamento através das leis da mecânica dos fluidos e do problema estrutural através das leis da mecânica dos sólidos de forma acoplada. Para isto podem ser utilizadas ferramentas de análise pelo método dos elementos finitos do tipo de CFD (Computational Fluid Dynamics) e CSD (Computational Structure Dynamics) para resolver o problema de interação fluido-estrutura. Esses modelos sofisticados e complexos são essenciais para prever o comportamento e assim mitigar os riscos associados a fenômenos indesejáveis, garantindo a segurança e a eficácia das estruturas aerodinâmicas. Como contrapartida estes modelos têm alto custo computacional, muitas vezes incompatíveis com aplicações onde são necessárias respostas rápidas, como no caso de algoritmos de controle que fazem ajustes em tempo real. Para estes casos são utilizados modelos reduzidos que conseguem reproduzir a física analisada, mas com um custo computacional substancialmente menor. Este trabalho se aprofunda neste tipo de modelo com o objetivo obter um modelo reduzido que permita predizer o comportamento do aerofólio NACA 0012 para diferentes condições de fluxo. Essa abordagem visa alcançar resultados precisos comparáveis obtidos com modelos mais complexos de referência, mas em uma fração do tempo. A pesquisa envolve uma análise detalhada do comportamento do perfil NACA 0012 sob diferentes condições de escoamento. O modelo será calibrado a partir de dados de um modelo de interação fluido-estrutura resolvido pelo método dos elementos finitos. Os resultados oferecidos se mostraram satisfatórios e proporcionam uma alternativa prática para situações específicas onde os recursos computacionais são limitados ou há necessidade de resultados rápidos. A metodologia proposta pode ser adaptada para diferentes contextos aeroelásticos | - |
| Descrição: dc.description | TGM - Curso de Graduação em Engenharia Mecânica | - |
| Descrição: dc.description | All structures developed to withstand aerodynamic loads, such as aircraft, wind turbines, and even buildings, are subject to vibrations caused by airflow, specifically due to the excitation resulting from vortex shedding. These dynamic forces promote oscillatory movements along their bodies, which, in the case of aerodynamic profiles, generate an instability known as "flutter." This phenomenon occurs when a vibration is fed by the airflow itself and can affect its proper functioning, potentially leading to catastrophic loss of lift. A classic approach to this phenomenon involves solving a simultaneous problem of fluid mechanics for the flow and solid mechanics for the structure. To achieve this, analysis tools using the finite element method such as CFD (Computational Fluid Dynamics) and CSD (Computational Structure Dynamics) can be used, working in a coupled manner to solve the fluid-structure interaction problem. These models are essential for predicting behavior and mitigating associated risks, ensuring the safety and efficiency of aerodynamic structures, but they involve high computational costs. These costs are often incompatible with the quick responses needed in control algorithms, for example, where predictions must allow for real-time adjustments. For these cases, reduced models are used that replicate the analyzed physics but with a substantially lower computational cost. This work delves into this type of model with the aim of adapting a reduced model that allows predicting the behavior of the NACA 0012 airfoil under different flow conditions. This approach aims to achieve accurate results comparable to more complex methods, but at a fraction of the cost and time. The research involves a detailed analysis of the behavior of the NACA 0012 profile under different flow conditions. The model will be calibrated using data from a complex fluid-structure interaction model solved by the finite element method. The results offered have proven satisfactory and provide a practical alternative for specific situations where computational resources are limited or quick results are needed. The proposed methodology can be adapted for different aeroelastic contexts | - |
| Descrição: dc.description | 51 f. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Direitos: dc.rights | Open Access | - |
| Direitos: dc.rights | CC-BY-SA | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Flutter | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelo fenomenológico | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Perfil NACA | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Aerodinâmica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelagem numérica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Mecânica dos fluidos (Engenharia) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Phenomenological model | - |
| Palavras-chave: dc.subject | NACA airfoil | - |
| Título: dc.title | Análise de instabilidade aerodinâmica de um perfil NACA através de um modelo reduzido fenomenológico | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | Trabalho de conclusão de curso | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF | |
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