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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3225
Tipo: | Dissertação |
Título: | Metodologia inversa quase-tridimensional para o projeto de máquinas de fluxo hidráulicas |
Autor(es): | CARVALHO, Alexandre Ribeiro Souza |
Primeiro Orientador: | MANZANARES FILHO, Nelson |
Resumo: | Metodologias inversas continuam sendo importantes ferramentas computacionais para o projeto de máquinas de fluxo, mesmo perante os sofisticados métodos disponíveis atualmente para análises de escoamentos tridimensionais viscosos. É descrita neste trabalho uma metodologia Quase-Tridimensional baseada na solução interdependente de dois problemas inversos: o problema meridional e o pá-a-pá. Os desenvolvimentos dão continuidade às pesquisas de Santos et al. (2012) e Barbosa (2018). A solução do problema meridional – referente ao trabalho de Santos et al. (2012) - fornece o formato da superfície média do escoamento e os resultados das linhas de corrente, para atender a uma determinada distribuição de momento hidráulico. Já o problema pá-a-pá inverso – referente aos desenvolvimentos de Barbosa (2018) – fornece a geometria das pás, dado um número finito de pás, nas superfícies de revolução cujas geratrizes são as linhas de corrente resultantes do problema meridional. Até então, os efeitos de espessura e bloqueio eram desconsiderados. Neste trabalho, uma metodologia para inclusão de distribuições de espessuras ao longo das pás é descrita. O efeito da espessura é analisado através da solução direta do problema pá-a-pá (agora considerando perfis) por meio do método de painéis baseado em distribuições lineares de vórtices. Os fatores de bloqueio correspondentes são calculados, e os resultados alimentam a entrada de uma nova solução do problema meridional. Assim, o problema meridional e pá-a-pá passam a ser acoplados. A geometria é calculada novamente, agora considerando o efeito da espessura e do bloqueio. Além disso, são analisados os efeitos de a) distribuição do momento hidráulico; b) número finito de pás; c) espessura; d) bloqueio; e) combinação de b), c) e d); e f) linha de empilhamento dos perfis sobre a geometria das pás e seus carregamentos hidrodinâmicos. |
Abstract: | Inverse methodologies continue to be important computational tools for the design of flow machines, despite the sophisticated methods currently available for the analysis of viscous three-dimensional flows. A Quasi-Three-Dimensional methodology based on the interdependent solution of two inverse problems is described in this work: the through-flow problem and the blade-to-blade problem. The developments continue the research by Santos et al. (2012) and Barbosa (2018). The solution to the through-flow problem – referring to the work of Santos et al. (2012) - provides the shape of the mean flow surface and the results of the streamlines, to meet a given hydraulic momentum distribution. The inverse blade-to-blade problem – referring to the developments of Barbosa (2018) – provides the geometry of the blades, given a finite number of blades, on surfaces of revolution whose generatrices are the streamlines resulting from the through-flow problem. Until then, the effects of thickness and blocking were disregarded. In this work, a methodology for including thickness distributions along the blades is described. The thickness effect is analyzed through the direct solution of the blade-to-blade problem (now considering profiles) using the panel method based on linear vortex distributions. The corresponding blocking factors are calculated, and the results feed the input of a new solution of the through-flow problem. Thus, the through-flow problem and blade to-blade become coupled. The geometry is recalculated, now considering the effect of thickness and blocking. Furthermore, the effects of a) hydraulic momentum distribution; b) finite number of blades; c) thickness; d) blocking; e) combination of b), c) and d); and f) profile stacking line on the geometry of the blades and their hydrodynamic loads are analyzed. |
Palavras-chave: | Projeto Inverso Pá-a-Pá Cubo-Carcaça Método dos painéis Vórtices |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3225 |
Data do documento: | 3-Mar-2022 |
Aparece nas coleções: | Dissertações |
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