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The airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena at low Reynolds number regime (2016)

  • Authors:
  • Autor USP: PAULA, ADSON AGRICO DE - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: AERODINÂMICA; AERONAVES; TÚNEIS DE VENTO; ESCOAMENTO
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: Recentemente, aerofólios com bordo de ataque ondulados, inspirados na nadadeira da baleia jubarte, tem sido investigados como mecanismo de controle de escoamento para baixo número de Reynolds com a finalidade de se aumentar o desempenho aerodinâmico neste específico regime de escoamento. O objetivo geral deste trabalho é investigar os efeitos geométricos do aerofólio nos fenômenos do bordo de ataque ondulado na condição de baixo número de Reynolds. Investigações experimentais foram realizadas correlacionando medições de forças com visualizações de lã e óleo a fim de compreender os efeitos da espessura do aerofólio sobre os fenômenos de bordo de ataque ondulado. Três conjuntos de espessura de aerofólios foram testados (NACA 0012, NACA 0020 e NACA 0030) na faixa de número de Reynolds entre 50,000 e 290,000, onde cada conjunto tem um aerofólio liso e três ondulados (A = 0.11c, ? = 0.40c; A = 0.03c, ? = 0.40c e A = 0.03c, 0.11c ? =0.11c). O dados experimentais mostram importantes resultados que não foram possíveis em estudos anteriores devido às investigações serem restritas à geometria ou/e condição de escoamento específicas. O resultados de medida de força mostram que a diminuição da espessura do aerofólio conduz às características de separação de escoamento de bordo de ataque que causam menor deterioração aerodinâmica nos aerofólios ondulados finos quando comparados aos lisos no regime de pré-stall. Além disso, os resultados mostram um desempenho destacado do bordo de ataque ondulado para condição de menor número de Reynolds.Em quaisquer espessuras de aerofólio, os bordos ondulados apresentam valores de sustentação máxima maiores quando comparado aos aerofólios lisos mostrando assim resultado inédito na literatura para modelos ondulados bi-dimensionais. As visualizações de óleo evidenciaram dois mecanismos de controle de escoamento desencadeadas pelo escoamento secundário: bolhas de separação laminar tridimensionais e estruturas vorticais. Os resultados confirmam alguns poucos estudos experimentais e numéricos anteriores relacionadas com bolhas tridimensionais, e apresenta pela primeira vez estas estruturas como um mecanismo muito eficiente de controle de escoamento em regime de pós-stall justificando o aumento de máxima sustentação para o menor número de Reynolds. Adicionalmente, foram identificadas duas estruturas de bolhas tridimensionais nomeados aqui como "bolhas com pontas" e "bolhas alongadas" que causam distintos efeitos no regime de pré-stall. Esta tese apresenta como resultado maior desempenho para aerofólios ondulados com menor espessura (NACA 0012) e/ou para condições de menor número de Reynolds (Re=50,000)mostrando claramente que estas características levam as ondulações a operarem em condições de stall de bordo de ataque assim tendo um desempenho superior. Portanto, um espaço de projeto para tubérculos conduz às características de stall de bordo de ataque confirmando a suposição de Stanway (2008) oitos anos antes.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 29.04.2016
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      PAULA, Adson Agrico de; MENEGHINI, Julio Romano. The airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena at low Reynolds number regime. 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-27092016-153422/pt-br.php >.
    • APA

      Paula, A. A. de, & Meneghini, J. R. (2016). The airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena at low Reynolds number regime. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-27092016-153422/pt-br.php
    • NLM

      Paula AA de, Meneghini JR. The airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena at low Reynolds number regime [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-27092016-153422/pt-br.php
    • Vancouver

      Paula AA de, Meneghini JR. The airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena at low Reynolds number regime [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-27092016-153422/pt-br.php

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