Dissertação
{en_GB=Numerical Investigation on the Comparability of Simulations and Experiments at the NACA 64418 Airfoil} {} EVALUATED
{pt=Foi realizada uma campanha experimental no Túnel de Vento Laminar do IAG, relativa a um perfil NACA64418 extrudido, em condições de perda de sustentação a baixa velocidade. Subsequentemente, é feita uma investigação numérica sobre a influência de diferentes modelos de turbulência e condições fronteira para representar as paredes do túnel, utilizando o DLR TAU-Code. A abordagem inicial com o método RANS estacionário, revelou que a condição de fronteira symmetry plan, com o modelo k-ω SST, tem a melhor concordância com as experiências. Particularmente em termos de padrão de separação a α = 16º, ao contrário das combinações symmetry plan/Spalart Allmaras e euler wall/SST. Posteriormente, as simulações URANS utilizando a combinação symmetry plan/SST, revelaram um aumento na concordância com as experiências para os ângulos de ataque mais elevados. A análise espectral e dos perfis de velocidade e tensões de Reynolds da esteira, revelam um movimento pulsante e periódico no regime de perda de sustentação, não observado nas experiências, e também a previsão de uma camada de corte mais estável nas simulacões. Porém, é possível uma boa concordância qualitativa. Ademais, a validade da abordagem URANS foi confirmada. Finalmente, as investigações com URANS utilizando a condição euler wall revelaram-se incapazes de capturar flutuações, algo que foi resolvido com o uso de métodos híbridos RANS/LES. As adaptações da malha para a condição viscous wall revelaram um problema de encastramento na interação entre a camada limite da parede e a da asa, requerendo assim desenvolvimento adicional., en=A measurement campaign was carried out at the Laminar Wind Tunnel of the IAG, regarding an extruded NACA64418 airfoil in low-speed stall conditions. Consequently, a numerical investigation on the influence of different turbulence models and boundary conditions for representing the tunnel walls is performed using the DLR TAU-Code as the flow solver. An initial RANS approach was undertaken and showed that the symmetry plane boundary condition, together with Menter's k-ω SST model, yielded the best agreement with the experiments. Particularly, concerning the separation pattern for α = 16º, unlike the symmetry plane/SA and euler wall/SST combinations. Subsequently, a time resolved URANS approach with the symmetry plane/SST combination for 3 angles of attack, showed an increased agreement with the experiments for the higher angles of attack. The spectral analysis and investigation of the wake's streamwise velocity and Reynolds stresses profiles revealed a periodic pumping motion of the stall, which could not be seen in the experiments, and the prediction of a more stable shear layer by part of the numerical approach. However, good qualitative agreement with the experiments was possible. Furthermore, the validity of the URANS approach was confirmed. Finally, investigations with the URANS approach for the euler wall condition revealed an inability to capture fluctuations that was solved with the use of hybrid RANS/LES methods. Adaptions of the grid for the viscous wall condition revealed a junction flow problem in the interaction between the wall's boundary layer and the wing, thus requiring further development.}
janeiro 22, 2021, 8:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
