ANÁLISE DE FLUIDO EM UMA SUPERFÍCIE ALAR

Resumo

A equipe Kamikase é um projeto de extenção da UNISC, Universidade de Santa Cruz do Sul, que tem como objetivo desenvolver e construir uma aeronave rádio controlada, não tripulada, para a competição SAE Brasil Aerodesign, que acontece na sua sede em São José dos Campos, São Paulo. Nesta competição a aeronave deve atender aos requisitos e restrições impostas por um regulamento. Para desenvolver e otimizar o desenvolvimento do projeto aeronáutico da equipe, resolveu-se desenvolver uma pesquisa com intuito de realizar análises em computional fluid dynamics (CFD), para otimização das estruturas sustentadoras, principalmente a asa da aeronave. Computional fluid dynamics ou CFD consiste em algoritmos computacionais que simulam o fluxo de um fluido através de um objeto, seja um motor, um veículo ou, no caso utilizado, uma asa, com acuracidade, e a diferentes números de Raynolds, números de Mach, etc. Sendo assim uma espécie de túnel de vento, porém digital, logo, sem ocupar espaços ou salas enormes. Para realizar tais análises é utilizado o software Ansys; a partir dele pode-se obter o comportamento dos vórtices de ar na superfície alar, saber como eles interagem com as regiões próximas a eles, que é essencial para o projeto aerodinâmico geral da aeronave e, além disso obter diferentes variáveis como pressão, velocidade, temperatura, densidade, etc., dependendo do tipo de configuração que é aplicada na análise, tudo realizado em software. Na presente pesquisa serão demostrados os métodos aplicados para realização dessas análises para superfície alar de uma aeronave, utilizando o modelo de turbulência k-e para calcular a viscosidade turbulenta e as constantes envolvidas no modelo de simulação escolhido, o qual é um modelo semi-empírico derivado das equações de Navier-Strokes, que são as equações que governam os aspectos físicos do fluxo dos fluidos, sempre levando em consideração bibliografias sobre o assunto. Os resultados dessas análises promovem um olhar crítico sobre o projeto aerodinâmico da aeronave e sua eficiência durante o voo; os dados obtidos não só beneficiam o projeto aerodinâmico, mas também devem ser levados em consideração no projeto estrutural, para o dimensionamento, ou para o projeto de cargas, para a dedução dos fatores de carga, etc., ou seja, essa é uma análise que beneficia múltiplas áreas do projeto e, portanto, contribui para o objetivo da equipe de conseguir uma boa pontuação em relatório, além de contribuir para uma boa colocação na competição SAE Brasil de Aerodesign, de modo geral.