O USO DE CFD PARA ANÁLISES DE AERODINÂMICA

Gabriel Schulz Wink, Fabrício Antônio Egert, Gabriele Bertó, José Lenon Cunha, Felipe Winkelmann Pumpmacker, Fabrício Antônio Egert

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 competição SAE Brasil Aerodesign, que acontece 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 e, a partir dele, pode se obter o comportamento dos vórtices de ar na superfície alar, e saber como eles interagem com as regiões próximas a eles é essencial para o projeto aerodinâmico geral da aeronave. Além disso, consegue 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, será demonstrado os métodos aplicados para realização dessas análises para superfície alar da aeronave pkm-19, 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 semiempírico derivado das equações de Navier-Strokes, que são as equações que governam os aspectos físicos do fluxo dos fluidos, sempre levando em consideração o que é dito em bibliografias sobre o assunto. Os resultados destas 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, esta 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.

Apontamentos

  • Não há apontamentos.