Dissertação
Desafios Aerodinâmicos de um Comboio Ligeiro de Alta-velocidade: Simulação numérica do escoamento EVALUATED
O aumento das velocidades ferroviárias suscita preocupações no que diz respeito à aerodinâmica de comboios, não só devido à poupança de energia, mas também em virtude do seu papel na estabilidade em operação, conforto dos passageiros e impactos ambientais. Deste modo, este estudo visa caracterizar e melhorar o desempenho aerodinâmico de um comboio ligeiro de alta-velocidade. Simulações numéricas do escoamento em torno do comboio foram realizadas com o Star-CCM +, sugerindo um coeficiente de resistência menor do que o habitual, o que é uma consequência da forma altamente fuselada do veículo. Existem, no entanto, separações tridimensionais da camada de limite que originam vórtices longitudinais ao longo da fuselagem do comboio, conduzindo a aumentos na resistência, no ruído e nas instabilidades. A fim de atrasar ou mesmo eliminar separações tridimensionais, foi redesenhada por completo a secção traseira, tendo-se construído seis fuselagens diferentes. Através do aumento do comprimento da fuselagem, da introdução de um difusor no fundo do comboio e da colocação de uma cavidade na extremidade da secção traseira, foram conseguidas reduções no coeficiente de resistência de 26%, a um ângulo de guinada nulo. No entanto, modificar a geometria não é o suficiente para reduzir a tridimensionalidade do escoamento a ângulos de guinada não-nulos. Por isso, foram implementados mecanismos de controlo aerodinâmico ativo na superfície superior da secção traseira, combinando sucção e sopro. Estas alterações resultaram na redução da tridimensionalidade do escoamento, diminuindo também a resistência, o carregamento lateral e o consumo de energia relativamente à configuração original do veículo.
junho 14, 2019, 18:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
José Maria Campos da Silva André
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar