Projeto otimizado de grades lineares para aplicação em turbomáquinas.

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia para otimização de grades representativas de turbomáquinas axiais com perfis da família Naca-65. No esquema de parametrização geométrica da grade, são considerados como variáveis de projeto: o ângulo de montagem, o espaçamento e o arqueamento. Para o cálculo do escoamento é utilizado o método dos painéis de Hess & Smith (1967) com modificações, de forma a introduzir os efeitos viscosos através do cálculo da camada-limite. Esta metodologia de interação viscosa/não-viscosa tem como vantagem um baixo custo computacional, sendo favorável para o processo de otimização. Define-se como função-objetivo a maximização da relação entre os coeficientes de sustentação e arrasto, adicionada a uma função de penalização, dada pela mínima deflexão do escoamento na grade. Para a solução do problema, utiliza-se um algorítmo de busca aleatória controlada, o CRSA (Controlled Random Search Algorithm), o que resultou no programa computacional NewHess. Outrossim, foi construída uma superfície de resposta através da interpolação por funções de base radial (RBF) de forma a obter resultados para análise comparativa das soluções. Resultados das distribuições de pressões e coeficientes aerodinâmicos são também obtidos para as grades ótimas.