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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2007.tde-23072007-215517
Documento
Autor
Nome completo
Yun Sheng Lee
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2007
Orientador
Banca examinadora
Greco Junior, Paulo Celso (Presidente)
Catalano, Fernando Martini
Fico Júnior, Nide Geraldo do Couto Ramos
Medeiros, Marcello Augusto Faraco de
Souza, Leandro Franco de
Título em português
Correção de efeitos viscosos na solução do escoamento potencial de pequenas perturbações em regime transônico no domínio da freqüência
Palavras-chave em português
Dinâmica dos fluídos computacional
Equações de pequenas perturbações
Transônico
Resumo em português
Um método de correção viscosa é aplicado na solução da equação potencial transônica de pequenas perturbações (TSD) no domínio da frequência. O objetivo é melhorar os resultados transônicos em que a interação choque/camada-limite é importante. A espessura de deslocamento da camada limite é estimada, a partir dos resultados da análise do escoamento invíscido, usando um método integral. A espessura de deslocamento é usada, então, para modificar a geometria das superfícies de sustentação e um novo resultado invíscido é obtido. Esse processo é repetido até que se atinja a convergência. No passado esse método foi aplicado, com bons resultados, na análise no domínio do tempo. No domínio da frequência os termos espaciais não lineares são preservados usando uma técnica de transformação conhecida como média harmônica. A principal razão para usar equação TSD ainda é o custo computacional, especialmente em se tratando de configurações completas de aeronaves. Um código de computador original é desenvolvido para análise bidimensional e um código de computador tridimensional existente é modificado para incluir a correção viscosa. A equação TSD é aproximada usando o método das diferenças finitas e resolvida usando sobre-relaxação sucessiva por linhas. Nos dois códigos é utilizada correção para vorticidade e variação de entropia. Os resultados têm boa correlação com dados experimentais publicados para a distribuição de pressão em regime transônico estacionário.
Título em inglês
Viscous correction applied to the solution of the transonic small disturbance (TSD) potential equation in the frequency domain
Palavras-chave em inglês
Computational fluid dynamics
Potential equation
Transonic small disturbance (TSD)
Resumo em inglês
A viscous correction method is applied to the solution of the transonic small disturbance (TSD) potential equation in the frequency domain. The objective is to improve transonic results for which shock/boundary-layer interaction is important. Boundary-layer displacement thickness is calculated, with an integral method, using the results from an inviscid flow analysis. The calculated displacement thickness is then used to modify the lifting surface geometry and a new inviscid result is obtained. This process is repeated until convergence is achieved. In the past that method has been applied to time domain analysis with good results. In frequency domain the spatial nonlinear terms are preserved using a transformation technique known as harmonic averaging. The main reason for using the TSD equation still is computational cost, especially when dealing with complete aircraft configurations. An original computer code is developed for two-dimensional analysis and an existing three-dimensional computer code is extended to include the viscous correction. The transonic small disturbance potential equation is approximated using the finite difference method and solved through successive line over-relaxation. Both codes include correction for vorticity and variation in entropy. Results for several airfoil sections are obtained. The results compare well with published experimental data for steady transonic pressure distribution.
 
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Tese_Lee.pdf (32.29 Mbytes)
Data de Publicação
2007-08-10
 
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