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UTILIZAÇÃO DE UMA MALHA ESTRUTURADA NA ANÁLISE DO AEROFÓLIO S809

THE USE Of A STRUCTURED MESH ANALYSIS Of AEROFOIL S809

Ribeiro, Wander Martins; Campos, Julio Cesar Costa; Tibiriça, Álvaro M. Bigonha; Rosa, Henrique Marcio Pereira; Brito, Rogério Fernandes; Treto, Pedro Casanova;

Artigo Completo:

A análise numérica tem se tornado uma ferramenta essencial nas etapas do desenvolvimento de um projeto devido a sua capacidade de solução para fenômenos físicos descritos por leis de difícil solução analítica, economizando tempo e dinheiro, uma vez que um número muito menor de protótipos será construído até a obtenção do resultado final. Para tanto, deve-se encontrar uma malha ideal de forma que esta possibilite o resultado mais próximo possível da realidade, com o mínimo de esforço computacional. O objetivo é o estudo do aerofólio S809 bastante empregado em aerogeradores. A metodologia empregada será a determinação de uma malha estruturada ideal para simulações em diversas condições de operação dos rotores desses equipamentos. Será observado alguns aspectos importantes, como o número mínimo de elementos necessários, o refinamento próximo à superfície do aerofólio, isto é, o tamanho inicial e a relação de crescimento dos elementos nesta região, de maneira a obter a melhor representação dos efeitos de camada limite e o fenômeno da turbulência, assim como, o tamanho mínimo necessário do domínio a ser discretizado, de forma que este não influencie nos resultados das simulações. Desta forma, aplicando-se o aumento gradativo do número de elementos bem como a diminuição da relação de crescimento destes ao redor do aerofólio nas malhas construídas pelo software ICEM® e realizando simulações através do FLUENT®, espera-se a convergência dos resultados obtidos para os coeficientes de arrasto e de sustentação a partir de um determinado número de elementos da malha, sendo desnecessário qualquer tipo de acréscimo no refinamento local ou global, uma vez que isto apenas aumentaria o esforço computacional e não mais influenciaria nos resultados. Além disso, deve ser observado que as equações de momento, energia e da continuidade devem atender ao erro mínimo exigido. Assim, esta malha representaria o caso ideal desejado.

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The numerical analysis has become an essential tool in the steps of a project development due to its ability to solve physical phenomena described by laws with complex analytical solutions, saving time and money, once a much lower number of prototypes will be built until the achievement of the final result. However we must find an ideal mesh to enable a result as close as it is possible from reality, and with the less computational effort. The target is the study of the aerofoil S809 much used in aerogenerators. The methodology applied will be the determination of a structured mesh ideal for simulation in various conditions of operation for the rotors of these equipment. Some important aspects must be noticed, such as the less number of elements required, the refinement near the surface of the aerofoil, which is the initial size and the growth relation of the elements in this region, to obtain the best representation of the boundary layer effects and the phenomenon of turbulence, such as the minimum size necessary of the domain to be discretized, in a way that it does not interfere in the simulation results. Thus, applying the gradual increase of the number of elements as well as the decrease of the relation of growth between those around the aerofoil in the meshes built by the software ICEM® and performing the simulations using the FLUENT®, it is expected the convergence of the results obtained to the drag and lift coefficients from a determined number of elements of the mesh, being unnecessary any kind of addition in the local or global refinement, once it would only increase the computational effort and it would not influence the results no more. Besides, it must be observed that the momentum, energy, and continuity equations must attend to the minimum error required. Thus, this would represent the ideal case desired.

Palavras-chave:  análise numérica, aerofólio S809, malha estruturada, Fluent, numerical analysis, airfoil S809, structured mesh,Fluent,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0083

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Como citar:

Ribeiro, Wander Martins; Campos, Julio Cesar Costa; Tibiriça, Álvaro M. Bigonha; Rosa, Henrique Marcio Pereira; Brito, Rogério Fernandes; Treto, Pedro Casanova; "UTILIZAÇÃO DE UMA MALHA ESTRUTURADA NA ANÁLISE DO AEROFÓLIO S809", p. 481-486 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0083

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