Análisis computacional de la influencia del flujo sobre el ala en el estabilizador horizontal
DOI:
https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i1.46510Palabras clave:
Conjunto ala-cola, OpenFOAM, ParaView, SAE AeroDesign, EducaciónResumen
En el contexto del diseño de aeronaves, especialmente en competiciones como SAE AeroDesign, las simulaciones CFD son esenciales para predecir el comportamiento del flujo alrededor de superficies aerodinámicas, contribuyendo a mejorar la eficiencia de la aeronave. Este estudio analizó la posición relativa entre el ala y el estabilizador horizontal de una aeronave en tres configuraciones de conjunto ala-cola, evaluando los impactos del desplazamiento vertical y horizontal de la cola en los coeficientes de sustentación, resistencia y momento. La metodología empleada utilizó cuatro software libres: FreeCAD para el modelado geométrico de los perfiles aerodinámicos CH10SM y NACA 0012, Salome-Meca® para la generación de mallas no estructuradas, OpenFOAM® para simulaciones y ParaView para el postprocesamiento. El análisis de los campos de vorticidad reveló, cualitativamente, la configuración que minimiza la interferencia del flujo del ala sobre la cola, y la evaluación de los coeficientes aerodinámicos confirmó, cuantitativamente, que la configuración posicionada fuera de la estela del vórtice presentó los mejores resultados. El enfoque con mallas no estructuradas y software libre demostró ser eficaz y accesible para simulaciones aerodinámicas, con un impacto directo en el desarrollo de aeronaves.
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Referencias
Aerodactyl. (2024). Equipe Aerodactyl - UFG. Recuperado de https://emc.ufg.br/p/34334-aerodactyl
Airfoil Tools. (2012). Airfoil Database Search. Recuperado de http://www.airfoiltools.com/
Anderson, J. D. Jr. (2015). Fundamentos de engenharia aeronáutica. 7a ed. Porto Alegre: AMGH.
Blazek, J. (2005). Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications. 2. ed. Oxford, UK: Elsevier.
Campos, P. A. C. (2021). Simulação de Escoamentos Turbulentos em Aerofólios Utilizando o OpenFOAM®. (Dissertação em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Goiás, Goiânia, Goiás, Brasil, 55p.
Calixtrato, M. P. & Mariano, F. P. (2023). Simulação de escoamentos sobre aerofólios de alta sustentação utilizando softwares livres. Anais do XXIX Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica – CREEM2023, Goiânia, Brasil, 8p. doi://10.26678/ABCM.CREEM2023.CRE2023-0110
Eletricité de France. (2024). Finite element CodeAster, Analysis of Structures and Thermomechanics for studies and Research. Recuperado de https://www.code-aster.org/
Fox, R. W., McDonald, A. T., & Pritchard, P. J. (2014). Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8a ed. LTC Editora.
FreeCAD. (2024). FreeCAD documentation. Recuperado de https://FreeCADweb.org/
Haddadi, Bahram et al. (2018). Tutorial One: Basic Case Setup. 4a ed. Recuperado de https://www.cfd.at/sites/default/files/tutorialsV4/1-ExampleOne.pdf
Ladson, C. L. (1988). Effects of Independent Variation of Mach and Reynolds Numbers on the Low-Speed Aerodynamic Characteristics of the NACA 0012 Airfoil Section. NASA TM 4074.
Maliska, C. R. (2017). Transferência de Calor e Mecânica dos Fluídos Computacional. LTC, Rio de Janeiro, 2ª edição.
Mavriplis, D. J. (1997). Unstructured grid techniques. Annual Review Fluid Mechanic, 29, 473-514.
Nelson, R. C. (1989). Flight Stability and Automatic Control. 1a ed. McGraw-Hill College.
OpenCFD Ltd. (2024). OpenFOAM - The Open Source CFD Toolbox. Recuperado de https://www.OpenFOAM.com/
OpenFOAMWiki. (2024). SimpleFoam. Recuperado de https://OpenFOAMwiki.net/index.php/SimpleFoam
ParaView. (2024). ParaView: About Us. Recuperado de https://www.paraview.org/about/
Rodrigues, L. E. M. J. (2014). Fundamentos da engenharia aeronáutica com aplicações ao projeto SAE-AeroDesign: Aerodinâmica e Desempenho. 1a ed. Salto/SP: Edição do Autor.
Sadraey, M. H. (2012). Aircraft Design: A Systems Engineering Approach. 1a ed. Daniel Webster College, New Hampshire, USA: A John Wiley & Sons, Ltd., Publication.
SAE Brasil. (2024). Competição AeroDesign. Recuperado de https://saebrasil.org.br/programas-estudantis/aero-design-sae-brasil/
SAE International. (2024). SAE International: About Us. Recuperado de https://www.sae.org/about/
Salome Platform Documentation. (2024). Introduction to NETGENPLUGIN. Recuperado de https://docs.salome-platform.org/latest/gui/NETGENPLUGIN/
Silveira, A. I. S., Guimarães, G. H. M., & Mariano, F. P. (2024). Simulações computacionais de escoamentos sobre múltiplos aerofólios utilizando softwares livres. Anais do V CoBICET - Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia, Brasil, 6p. Recuperado de https://www.even3.com.br/anais/cobicet2024/875608/
Spalart, P. R. & Allmaras, S. R. (1994). A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic Flows. Recherche Aerospatiale. No. 1.
White, F. M. (2007). Fluids Mechanics. 6a ed. New York, NY, USA: The McGraw-Hill Companies.
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