SUBMERGED AIR INLETS FOR AIRCRAFTS: NUMERICAL STUDY OF THE PERFORMANCE IMPROVEMENT OBTAINED BY THE USE OF A VORTEX GENERATOR / ENTRADAS DE AR SUBMERSAS PARA AERONAVES: ESTUDO NUMÉRICO DA MELHORIA DE DESEMPENHO OBTIDA PELO USO DE GERADOR DE VÓRTICES

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Entradas de ar submersas são utilizadas em diversos sistemas de uma aeronave, tais como motor, ar-condicionado, ventilação e turbinas auxiliares. Neste trabalho visa-se estudar, através de simulações numéricas, a influência do uso de um gerador de vórtices sobre a espessura da camada limite a montante de uma entrada de ar submersa, com o intuito de reduzi-la e, assim, aumentar o desempenho deste tipo de entrada. O escoamento em uma entrada NACA convencional é analisado numericamente e seus resultados são tomados como referência para comparações subseqüentes. Em seguida, o gerador de vórtices é projetado e acoplado à entrada NACA convencional. Uma análise paramétrica numérica da influência da posição horizontal, do ângulo de ataque e da área do gerador de vórtices sobre a estrutura do escoamento e sobre os parâmetros de desempenho da entrada de ar é apresentada. Finalmente, um mastro de suporte do gerador de vórtices é projetado e são realizadas simulações do conjunto entrada NACA com gerador de vórtices e mastro para três ângulos de derrapagem do mastro. Os resultados mostram que a presença do gerador de vórtices livre leva a reduções consideráveis da espessura da camada limite e, consequentemente, a ganhos significativos nos parâmetros de desempenho da entrada de ar. Para o caso da entrada NACA com gerador de vórtices livre, os ganhos obtidos em relação à entrada NACA convencional, em termos de eficiência e de vazão mássica, são de até 58% e 21%, respectivamente. No caso da entrada NACA com gerador de vórtices e mastro, o melhor resultado exibe ganhos da ordem de 53%, em termos de eficiência, e de 19%, em termos da vazão mássica que ingressa na entrada de ar. A contribuição do arrasto provocado pela presença do gerador de vórtices com mastro no arrasto total do conjunto entrada NACA com gerador de vórtices e mastro é pequena, menor que 10%.

ASSUNTO(S)

subsonic flow aerodynamics tomadas de ar escoamento subsonico air inlets aerodinamica

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