dc.creator |
PETRUCCI, Denis Rinaldi |
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dc.date.issued |
2003-05-21 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3517 |
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dc.description.abstract |
In this work, two inverse methods for isolated airfoil and turbomachinery cascades
design are presented. The first method is based on an iterative correction algorithm with an
efficient panel technique for potential flow calculations. Linear vortex distributions on the panels
and a consistent procedure for imposing the Kutta condition are applied in order to eliminate the
spurious aerodynamic loading that usually appears in the vicinity of a cusped trailing edge. A
semi-analytical scheme is applied for calculating the influence matrix elements of cascade
airfoils. The scheme is purely analytical for isolated bodies. The algorithm searches the airfoil
ordinates attending to a given surface velocity distribution with fixed abscissas.
The second proposed method is a hybrid numerical technique based on a suitable
combination of conformal mapping and the linear vortex panel method cited above. The
coordinates of a circle or quasi-circle in the transformed plane are searched in order to satisfy a
required velocity distribution on the target airfoil contour at the physical plane. The velocity
distribution is now prescribed as a function of the natural coordinate. The use of a conformal
mapping increases the precision of the inverse procedure, by damping possible geometrical
oscillations at the leading edge region caused by the panel slope variations during the iterative
process. In this way, smooth aerodynamic shapes are guaranteed to be produced on the whole
contour.
The geometrical marching is conducted by varying the panel slopes as a function of the
normal velocity excess induced by the difference between the required and calculated velocities.
A scheme is applied in order to close the body shape. Various benchmark tests are presented for
isolated airfoils (Joukowski and Gostelow as isolated airfoil) as well cascades (Weinig,
Gostelow and Joukowski mounted in cascade). |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Métodos dos painéis |
pt_BR |
dc.subject |
Métodos inversos |
pt_BR |
dc.subject |
Aerófilos |
pt_BR |
dc.subject |
Grades |
pt_BR |
dc.subject |
Turbomáquinas |
pt_BR |
dc.subject |
Transformação conforme |
pt_BR |
dc.title |
Métodos inversos para o projeto aerodinâmico de grades de turbomáquinas axiais |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2023-02-23 |
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dc.date.available |
2023-02-23T19:46:35Z |
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dc.date.accessioned |
2023-02-23T19:46:35Z |
|
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1984194112324472 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
MANZANARES FILHO, Nelson |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3703215687960139 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Neste trabalho, são apresentados dois métodos inversos para o projeto de perfis
aerodinâmicos isolados e em grades de turbomáquinas. O primeiro método é baseado em um
algoritmo de correção iterativa com uma técnica de painéis eficiente para cálculo do escoamento
potencial. São empregadas distribuições lineares de vórtices sobre os painéis e um procedimento
consistente para aplicar a condição de Kutta, eliminando-se os carregamentos espúrios que
normalmente ocorrem em perfis com bordo de fuga afilado. Para o cálculo dos elementos da
matriz de influência, utiliza-se um esquema semi-analítico no caso de perfis em grade linear e
puramente analítico no caso de perfis isolados. Partindo de uma geometria inicial, o algoritmo
busca iterativamente as ordenadas de um aerofólio atendendo a uma distribuição de velocidade
requerida no contorno, com abscissas fixas.
O segundo método consiste em uma técnica numérica híbrida utilizando a combinação
adequada de uma transformação conforme e o mesmo método de painéis, baseado em
distribuição linear de vórtices. A técnica busca obter as coordenadas de um círculo ou de um
quase-círculo no plano transformado, resultando num perfil aerodinâmico no plano físico, de
forma a atender a uma distribuição de velocidades requerida de projeto, dada em função da
coordenada natural do perfil. A aplicação da técnica de transformação conforme aumenta a
precisão do procedimento inverso, atenuando sensivelmente as eventuais oscilações geométricas
na região do bordo de ataque causadas pela variação de inclinação dos painéis durante o processo
iterativo. Com isso, garante-se a geração de formatos aerodinâmicos suaves em todo o contorno.
A nova geometria é obtida variando as inclinações dos painéis em função do excesso de
velocidade normal induzido pela diferença entre as velocidades calculada e requerida. Ao final
de cada iteração, aplica-se um esquema para garantir o fechamento do perfil. Vários casos de
testes são apresentados para perfis isolados (Joukowski, Gostelow considerado isolado) e em
grade linear (Weinig, Gostelow, e Joukowski considerado em grade). |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
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dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
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dc.relation.references |
PETRUCCI, Denis Rinaldi. Métodos inversos para o projeto aerodinâmico de grades de turbomáquinas axiais. 2003. 102 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2003. |
pt_BR |