| Título: | Simulação numérica do campo aeroacústico gerado por ciclorotores |
| Autor(es): | Farias, Lethícia Gomes de |
| Orientador(es): | Miserda, Roberto Francisco Bobenrieth |
| Assunto: | Aeroacústica
Sistemas de propulsão |
| Data de apresentação: | 19-Dez-2023 |
| Data de publicação: | 29-Nov-2024 |
| Referência: | FARIAS, Lethícia Gomes de. Simulação numérica do campo aeroacústico gerado por ciclorotores. 2023. 75 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023. |
| Resumo: | Este trabalho representa uma análise da aerodinâmica e acústica de um ciclorotor em estado
de pairagem, utilizando uma metodologia de fronteira imersa móvel por meio do código VAT,
desenvolvido pelo Laboratório de Aeroacústica Computacional da Universidade de Brasília.
Inicialmente, apresentamos a motivação, objetivos e a estrutura do estudo. Uma base teórica
abordando conceitos fundamentais de aerodinâmica e acústica foi fornecida, seguida por uma
revisão bibliográfica que destacou trabalhos relevantes sobre o tema. A metodologia numérica
da fronteira imersa, baseada nas equações de Euler, foi utilizada para simular o ciclorotor de
uma única pá. Simulações preliminares visando o entendimento do problema revelaram limi tações do código numérico. Os resultados apontaram que um ciclorrotor com apenas uma pá
é capaz de gerar sustentação significativa, sendo a geração de uma força vertical associada à
velocidade de rotação, enquanto a variação do ângulo de arfagem está relacionada à precisão de
movimentação. Os gráficos de velocidade demonstraram um escoamento induzido para baixo,
enquanto as velocidades horizontais evidenciaram tentativas de equilíbrio. Adicionalmente,
observou-se a relação entre pressão, velocidade e os coeficientes de força vertical e horizontal,
evidenciando complexas interações entre eles. Imagens que ilustram a evolução na rotação do
ciclorotor permitiram a observação de fenômenos como difração de onda acústica, formação de
vórtices de partida e escoamento induzido. |
| Abstract: | This work represents a detailed analysis of the aerodynamics and acoustics of a cyclorotor in
a hovering state, using a moving-body immersed boundary method through the VAT code, de veloped by Computional Aeroacustics Laboratory from the University of Brasília. Initially,
we present the motivation, objectives, and the study’s structure. A theoretical basis covering
fundamental concepts of aerodynamics and acoustics was provided, followed by a literature re view highlighting relevant works on the subject. The numerical methodology of the immersed
boundary, based on Euler’s equations, was used to simulate the one-blade cyclorotor. Prelim inary simulations seeking the better understanding of the problem revealed limitations of the
numerical code. The results indicated that a cyclorotor with only one blade is capable of gen erating significant lift, with the generation of vertical force associated with the rotation speed,
while the variation in pitch angle is related to the precision of movement. The velocities graphs
showed induced downward flow, while horizontal velocities demonstrated attempts at equilib rium. Furthermore, the relationship between pressure, velocity, and vertical and horizontal force
coefficients was observed. Images illustrating the evolution in the cyclorotor’s rotation allowed
the observation of phenomena such as acoustic wave diffraction, formation of starting vortices
and induced flow. |
| Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 20223. |
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| Aparece na Coleção: | Engenharia Mecânica
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