Simulações computacionais de escoamentos sobre aerofólios e asas usando software livre

dc.contributor.advisor-co1Nascimento, Andreia Aoyagui
dc.contributor.advisor1Mariano, Felipe Pamplona
dc.contributor.referee1Mariano, Felipe Pamplona
dc.contributor.referee1Beghelli, Júlio Modesto
dc.contributor.referee1Nascimento, Andreia Aoyagui
dc.creatorBastos, Isadora Venancio
dc.date.accessioned2025-06-02T14:00:49Z
dc.date.available2025-06-02T14:00:49Z
dc.date.issued2025-12-11
dc.description.abstractWings operate with maximum efficiency when they achieve the highest ratio between the lift coefficient and the drag coefficient. These coefficients are dimensionless numbers related to the interactions exerted by a fluid flow on solid objects and are essential for optimizing wing designs as well as for other aerodynamic applications, such as optimizing wind turbines, compressors and hydraulic pumps. The computational approach makes it possible to develop different studies for different aerodynamic profiles at little cost compared to experiments, so it is possible to analyze in detail how a wing behaves under different flow conditions. In order to investigate these coefficients, a geometric model and three-dimensional complex meshes were developed to study air flow over a wing formed by a NACA 4415 profile, with a 10º angle of attack, unit chord length and two different spam lengths. This analysis is conducted with a Reynolds number of 750,000. For this purpose, the OpenFOAM software was chosen, as it is a free, open-source software dedicated to solving Computational Fluid Dynamics (CFD) problems. In addition to OpenFOAM, CAD software was used to generate the geometric model, in this case the wing; the SnappyHexMesh mesh generator, supplied with OpenFOAM itself, and to choose, among those available, the most suitable computational algorithms to carry out the simulations. Specifically, SimpleFOAM was chosen, a classic algorithm that solves the Navier Stokes equations in steady state for incompressible and turbulent flow. The main result obtained is the development of a specific process for carrying out computer simulations of three-dimensional turbulent flows over complex (non-Cartesian) geometries.
dc.description.resumoAs asas operam com máxima eficiência quando atingem a maior relação entre o coeficiente de sustentação, e o coeficiente de arrasto. Esses coeficientes são números adimensionais relacionados as interações exercidas por um escoamento de fluido sobre objetos sólidos e são essenciais para otimizar projetos tanto de asas como para outras aplicações aerodinâmicas, como otimizar turbinas eólicas, compressores, bombas hidráulicas. A abordagem computacional permite desenvolver diferentes estudos para diferentes perfis aerodinâmicos com pequenos custos comparada a experimentos, dessa maneira é possível analisar de maneira detalhada como uma asa se comporta em diferentes condições de escoamento. Com o intuito de investigar esses coeficientes citados, desenvolve-se o modelo geométrico e malhas complexas tridimensionais para o estudo do escoamento de ar sobre uma asa formada por um perfil NACA 4415, com ângulo de ataque 10º, corda unitária e duas diferentes envergaduras. Esta análise é conduzida com número de Reynolds de 750.000. Para tanto, escolheu-se o software OpenFOAM, pois é um software livre, aberto e gratuito, dedicado a resolver problemas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD). Utilizou-se um software CAD, para gerar o modelo geométrico, no caso a asa; o gerador de malha SnappyHexMesh, fornecido junto com o próprio OpenFOAM e escolher, dentre os disponíveis, os algoritmos computacionais mais adequados para realizar as simulações especificamente, escolheu-se o SimpleFOAM, um algoritmo clássico que resolve as equações de Navier-Stokes em regime estacionário para escoamento incompressível e turbulento. O principal resultado obtido é o desenvolvimento de um processo específico para realizar simulações computacionais de escoamentos turbulentos tridimensionais sobre geometrias complexas (não cartesianas).
dc.identifier.citationBASTOS, Isadora Venancio. Simulações computacionais de escoamentos sobre aerofólios e asas usando software livre . 2024. 79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica de Computação, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/27636
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseEngenharia Mecânica (RMG)
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEscoamento sobre asas
dc.subjectOpenFOAM
dc.subjectSimpleFOAM
dc.subjectCFD
dc.subjectFlow over wings
dc.titleSimulações computacionais de escoamentos sobre aerofólios e asas usando software livre
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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