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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.3.2009.tde-13072009-170532
Documento
Autor
Nome completo
Fernando Stancato
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2009
Orientador
Banca examinadora
Tribess, Arlindo (Presidente)
Andrade, Claudia Regina de
Hernandez Neto, Alberto
Mendes, Nathan
Yanagihara, Jurandir Itizo
Título em português
Análise do ambiente térmico de cabine de aeronave.
Palavras-chave em português
Aeronave
Cabine
Conforto térmico
Troca de calor
Resumo em português
Uma das maiores dificuldades que enfrentam os engenheiros responsáveis pelo conforto aeronáutico é proporcionar um bom nível de conforto térmico nas aeronaves. O espaço restrito entre os ocupantes, a pequena distância entre as fileiras de bancos, a grande variação de fontes térmicas e os campos de velocidade e temperatura de ar assimétricos, são alguns dos obstáculos que prejudicam as condições térmicas. Estes fatos têm levado a uma série de iniciativas em centros de pesquisa internacionais e no Brasil para melhor caracterizar a complexidade desse ambiente térmico e melhorar as condições de conforto térmico. No presente trabalho foram realizados estudos que lançam a base para a construção de uma metodologia numérica de análise do ambiente térmico de cabine e de avaliação de condições de conforto térmico em aeronaves. Os estudos compreendem a realização de trabalho experimental e de simulação utilizando CFD em seção de cabine de aeronave. Foram realizadas simulações e medições de temperaturas e velocidades do ar e de temperaturas equivalentes em seção de cabine de 12 passageiros, utilizando manequim térmico digital e experimental com 17 segmentos. As pessoas foram simuladas utilizando manequins com fontes de calor. Resultados do trabalho mostram que o modelo de turbulência k- realizável apresentou os melhores resultados com refinamento de malha que permita atingir y+ próximo de 4. Resultados numéricos e experimentais apresentaram uma boa correlação, tanto nos campos de velocidade e temperatura do ar, quanto nas temperaturas equivalentes. Finalmente, a utilização de manequins térmicos digitas e experimentais mostra ser uma boa ferramenta para análise do ambiente térmico em cabine de aeronave.
Título em inglês
Aircraft cabin thermal ambient analysis.
Palavras-chave em inglês
Aircraft
Cabin
Heat transfer
Thermal confort
Resumo em inglês
One of the most difficult tasks for the aerospace interior comfort engineers is to promote a good thermal environment inside the aircraft cabin. The restricted space, asymmetric air velocity and temperature fields and the great variation of thermal environment conditions are some of the obstacles to get good cabin thermal comfort conditions. These facts led to a significant number of international and national research initiatives to understand this complex thermal environment and improve the cabin thermal comfort. In this work some CFD and experimental studies were carried out to form the basis of a numerical cabin thermal comfort analysis methodology. Experimental and CFD analysis of the equivalent temperatures and air velocities and temperatures in a 12 seat cabin mock-up using an experimental and a digital 17 segments thermal manikin were performed. Occupancy was simulated with heated manikins. The results showed that the realizable k- turbulent model gave good results with a y+ around 4 at the manikin surface. Good correlation between numerical and experimental results led to an increased confidence in the use of experimental and digital thermal manikins to evaluate the aircraft cabin thermal ambient.
 
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Data de Publicação
2009-08-25
 
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