Análise numérica de escoamentos compressíveis sobre cavidades superficiais assimétricas (2024)
- Authors:
- Autor USP: REZENDE, THIAGO FREISLEBEN RIBEIRO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SAA
- Subjects: ESCOAMENTO; TROCADORES DE CALOR; SIMULAÇÃO
- Keywords: Camada limite; Cavidades; Escoamento compressível; Simulação numérica direta; Teoria de estabilidade linear
- Language: Português
- Abstract: A transição da camada limite em escoamentos de fluidos tem implicações significativas no arrasto aerodinâmico imposto a veículos de transporte aéreo, devido ao alto coeficiente de atrito da camada limite turbulenta. A presença de pequenas cavidades retangulares na superfície do veículo pode acelerar a transição. Análises de estabilidade do escoamento sobre cavidades demonstram que a interação entre os modos Rossiter bidimensionais e os modos centrífugos tridimensionais desempenha um papel importante no processo de transição da camada limite. Neste trabalho, é avaliada a estabilidade de escoamentos compressíveis sobre cavidades retangulares assimétricas. A assimetria é definida como a diferença entre a altura do bordo de ataque e a altura do bordo de fuga da cavidade. São aplicadas simulações numéricas diretas das equações compressíveis de Navier-Stokes e a teoria de estabilidade linear, ambas utilizando algoritmos de alta fidelidade. As analises sugerem que elevações na altura do bordo de fuga aumentaram a estabilidade de ambos os modos bidimensionais e tridimensionais, enquanto bordos de fuga baixos contribuíram para um aumento significativo na taxa de amplificação dos modos dominantes do escoamento, além de terem contribuído para um aumento na emissão acústica e na circulação dentro da cavidade. Por fim, os resultados sugerem que reduções na altura do bordo de fuga de uma cavidade aceleram a transição da camada limite, enquanto elevações da altura do bordo de fuga podem atrasá-la. Caso confirmado experimentalmente, o resultado pode ser explorado para estabelecer tolerâncias de fabricação no alinhamento entre os bordos de cavidades reais para atrasar a transição da camada limite e idealmente reduzir o consumo de combustível e a emissão de poluentes de veículos de transporte aéreo.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
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ABNT
REZENDE, Thiago Freisleben Ribeiro. Análise numérica de escoamentos compressíveis sobre cavidades superficiais assimétricas. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/0524d537-7ba1-4aa2-b2a1-24f9d6e2d3dc/PFC-FINAL-Rezende_Thiago_Freisleben_Ribeiro.pdf. Acesso em: 28 jan. 2026. -
APA
Rezende, T. F. R. (2024). Análise numérica de escoamentos compressíveis sobre cavidades superficiais assimétricas (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/0524d537-7ba1-4aa2-b2a1-24f9d6e2d3dc/PFC-FINAL-Rezende_Thiago_Freisleben_Ribeiro.pdf -
NLM
Rezende TFR. Análise numérica de escoamentos compressíveis sobre cavidades superficiais assimétricas [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/0524d537-7ba1-4aa2-b2a1-24f9d6e2d3dc/PFC-FINAL-Rezende_Thiago_Freisleben_Ribeiro.pdf -
Vancouver
Rezende TFR. Análise numérica de escoamentos compressíveis sobre cavidades superficiais assimétricas [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/0524d537-7ba1-4aa2-b2a1-24f9d6e2d3dc/PFC-FINAL-Rezende_Thiago_Freisleben_Ribeiro.pdf
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