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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
metadata.dc.title: Análise das forças aerodinâmicas no aerofólio NACA 2412 com sucção
Autor(es): Martinez, Matheus de Lima
Primeiro Orientador: Silva, Renato Alves da
Resumo: Este trabalho apresenta a investigação das forças aerodinâmicas, sustentação e arrasto, no aerofólio NACA 2412 com sucção, submetido ao escoamento subsônico, incompressível e laminar. O material escolhido para a fabricação do aerofólio foi o ABS. A distribuição de pressão ao redor do aerofólio NACA 2412, devido ao escoamento imposto pelo túnel de vento, foi obtida por simulação numérica. O maior valor de pressão foi então utilizado para obter, através do software SolidWorks 2016 ®, os esforços mecânicos sobre o aerofólio NACA 2412 com orifícios, mostrando que o perfil suporta as tensões mecânicas devido ao escoamento. O aerofólio NACA 2412 com orifícios foi construído através do processo de fabricação aditiva, por impressão 3D e, posteriormente, instalado na seção de testes do túnel de vento subsônico do Laboratório de Aerodinâmica e Transferência de Calor da Unipampa – Campus Alegrete. Foram realizados três experimentos: com o aerofólio sem orifícios, com o aerofólio com orifícios em seu extradorso e com o aerofólio com sucção. Para obtenção das forças aerodinâmicas foram montados e ajustados dois aparatos: um para obtenção da massa sustentada e outro para a massa arrastada. Os dados de massa sustentada, de massa arrastada, de pressão e temperatura atmosférica, de pressão dinâmica, bem como os dados geométricos da asa foram utilizados para obtenção das forças de sustentação e arrasto. Os resultados de força e de coeficiente de sustentação, para diversos ângulos de ataque, mostraram-se, qualitativamente, coerentes com os resultados obtidos da literatura, as diferenças quantitativas podem estar relacionadas às condições ambientais (temperatura e pressão atmosférica) as quais os experimentos foram executados, juntamente com a diferença na área superficial entre o aerofólio da referência e o construído por prototipagem. Além disso, os resultados de força e de coeficiente de sustentação, para o escoamento sobre o aerofólio com sucção em seu extradorso, apresentaram um comportamento aerodinâmico ligeiramente melhor (maior ângulo de estol) que um aerofólio sem sucção. Por outro lado, nota-se que o aparato construído e utilizado para obtenção da massa arrastada não apresentou sensibilidade suficiente para captar, de forma adequada, a variação da massa arrastada ocasionada pelo escoamento ao redor do aerofólio. Entretanto, pode-se observar, que até o ângulo de ataque próximo de α=10o, há um aumento “linear” da força de arrasto, o que parece também ocorrer no perfil de referência (NACA 2412 – Manual AF103 (2008)), o que indica que o aparato utilizado para obtenção da massa arrastada, com as devidas modificações e/ou ajustes, pode ser aperfeiçoado, podendo gerar resultados melhores.
Abstract: This work presents the investigation of aerodynamic forces, lift and drag, in the NACA 2412 airfoil with suction, submitted to subsonic, incompressible and laminar flow. The ABS material was choosing for the manufacture of the airfoil. The numerical simulation was used to get pressure distribution around the NACA 2412 airfoil, due to the air flow imposed by the wind tunnel. The mechanical stresses on the NACA 2412 airfoil with orifices was calculated by SolidWorks 2016 ® software. The results showed that the profile supports the mechanical stresses due to air flow. The 3D printing was used to manufacture NACA 2412 airfoil with orifices. This profile was installed in the test section of the subsonic wind tunnel of the Aerodynamics and Heat Transfer Laboratory at Unipampa – Campus Alegrete. Three experiments were carried out: with the airfoil without orifices, with the airfoil with orifices and with the airfoil with suction. To obtain the aerodynamic forces, two apparatuses were assembled and adjusted: one to obtain the sustained mass and the other for the dragged mass. Sustained and dragged mass, atmospheric pressure and temperature, dynamic pressure data, as well as wing geometric data were used to obtain lift and drag forces. The results of force and lift coefficient, for different angles of attack, showed to be qualitatively consistent with the results obtained in the literature, the quantitative differences may be related to the environmental conditions (temperature and atmospheric pressure) in which the experiments were carried out. In addition, the results of force and lift coefficient, for the flow over the airfoil with suction on its upper surface, presented a slightly better aerodynamic behavior (greater stall angle) than an airfoil without suction. On the other hand, it is noted that the apparatus built and used to obtain the dragged mass did not show sufficient sensitivity to adequately capture the variation in dragged mass caused by the flow around the airfoil. However, it can be observed that up to the angle of attack close to =10o, there is a “linear” increase in the drag force, which also seems to occur in the reference profile (NACA 2412 – Manual AF103 (2008)), which indicates that the apparatus used to obtain the dragged mass, with the necessary modifications and/or adjustments, can be improved, and may generate better results.
metadata.dc.subject: Engenharia mecânica
Aerofólios
Força (Mecânica)
Aerodinâmica
Camada limite
Mechanical engineering
Airfoils
Force (Mechanical)
Aerodynamics
Boundary layer
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
metadata.dc.identifier.citation: MARTINEZ, Matheus de Lima. Análise das forças aerodinâmicas no aerofólio NACA 2412 com sucção. Orientador: Renato Alves da Silva. 2022. 20p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de Mecânica) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia de Mecânica, Alegrete, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/7565
metadata.dc.date.issued: 10-Aug-2022
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Matheus de Lima Martinez - 2022.pdf1.73 MBAdobe PDF???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.view???


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