Problema inverso de escoamento potencial em grades mistas de máquinas de fluxo.

Abstract

O projeto inverso aplicado na determinação da geometria de pás de turbomáquinas ainda continua sendo uma importante ferramenta computacional, mesmo com as sofisticadas ferramentas de análises tridimensionais. Foi utilizada a análise Quase-Tridimensional (Q3D), que soluciona os dois problemas propostos por Chung-Hua Wu (1952): cubo-carcaça (Through-Flow) e pá-a-pá (Blade-to-Blade). Este trabalho propõe um algoritmo para a solução do problema Blade-to-Blade, partindo-se dos resultados obtidos da análise Through-Flow realizada por Santos et al. (2012). O método de painéis foi a ferramenta utilizada para a solução numérica do problema implementado em linguagem FORTRAN. Diversos casos simplificados foram estudados para entendimento e validação do programa. Primeiramente, partiu-se da formulação para perfis finos e isolados, e posteriormente inseriram-se diversos efeitos pertinentes ao escoamento através de um rotor, chegando-se na formulação para uma grade de turbomáquina. Este algoritmo pode ser utilizado para turbomáquinas de escoamento misto. Entretanto, o algoritmo desenvolvido foi aplicado em uma turbina hidráulica axial, variando o número de pás na solução e comparando os resultados com a geometria obtida por Santos et al. (2012). Espera-se que o programa desenvolvido sirva de subsídio para uma ferramenta de otimização da geometria, levando em conta outros importantes efeitos do escoamento.