https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13078
Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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ericvargasloureiro.pdf | PDF/A | 11.37 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
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dc.contributor.advisor1 | Hallak, Patrícia Habib | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9998509212446471 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Barbosa, Flávio de Souza | - |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/ | pt_BR |
dc.contributor.referee2 | Ávila, Suzana Moreira | - |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3770883410480180 | pt_BR |
dc.creator | Loureiro, Eric Vargas | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9760721107922580 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2021-07-13T12:21:27Z | - |
dc.date.available | 2021-07-13 | - |
dc.date.available | 2021-07-13T12:21:27Z | - |
dc.date.issued | 2020-03-04 | - |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13078 | - |
dc.description.abstract | Propellers are widely used for various purposes in our daily lives. They are rotating devices that can generate thrust for a system when coupled to an engine, or, when driven by the wind, capable of transforming its kinetic energy of rotation into another type of energy that is of interest to the user. Due to its importance, aerodynamic analyzes are necessary to assess the thrust and torque that the propellers are capable of absorbing or delivering. Among the tools available for this purpose, the computational fluid dynamics (CFD - Computational Fluid Dynamics) stands out, which was used because it is the most complete and capable to incorporate more information in the modeling process. In general, the main concerns with the use of CFD are found in the complexity of its geometry, which most of the time is not available by the manufacturer, in the generation of the mesh and in the use of the appropriate numerical methods to solve the problem. The use of CFD to obtain propeller thrust and torque is the main objective of this research. For this, the free and open software OpenFOAM was used. When it comes to this, the computational domain is subdivided into two subdomains, the rotating domain that comprises the propeller and a stationary external region. The computational tool must be able to capture the movement of the rotating domain of the propeller and transfer the information to the rest of the computational domain, which is stationary. At the interfaces between both, there is no perfect fit between the nodes and the elements from one mesh to the other. However, the numerical technique used ensures the correct transfer of information. In addition, due to the flow characteristics, turbulence models must be incorporated to represent the entire behavior of the system properly. The methodology proposed here consists of using the CFD and comparing the responses in terms of thrust and torque for some operational conditions of three examples of propellers. In comparisons, when relevant, boundary conditions and similar numerical techniques are adopted. There are also comparisons with results in a wind tunnel and with mathematical models to validate the methods and verify the quality of the results. In general, there was a good correlation between the results of this work and the literature. From these analyzes, it was possible to evidence the contribution of the methodology used for the aerodynamic analysis of propellers in comparison to other methodologies. | pt_BR |
dc.description.resumo | As hélices são amplamente utilizadas para diversas finalidades em nosso cotidiano. São dispositivos rotativos que podem gerar empuxo para um sistema quando acopladas a um motor, ou, quando acionadas pelo vento, capazes de transformar sua energia cinética de rotação em outro tipo de energia que seja do interesse do usuário. Devido a isso, análises aerodinâmicas são necessárias para avaliar o empuxo e o torque que as hélices são capazes de absorver ou entregar. Dentre as ferramentas disponíveis para tal fim, destaca-se a dinâmica dos fluidos computacional (CFD - Computational Fluid Dynamics), que foi usada por ser a mais completa, sendo capaz de incorporar mais informações no processo de modelagem. Em geral, as principais preocupações com o uso do CFD se encontram na complexidade de sua geometria, que na maioria das vezes não é disponibilizada pelo fabricante, na geração da malha e no uso dos métodos numéricos apropriados para solucionar o problema. O emprego da CFD para a obtenção do empuxo e torque de hélices é o principal objetivo desta pesquisa. Para tal, foi utilizado o software livre e aberto OpenFOAM. Se tratando disso, o domínio computacional é subdividido em dois subdomínios, o rotativo que compreende a hélice e uma região externa estacionária. A ferramenta computacional tem que ser capaz de captar o movimento do domínio rotativo da hélice e transferir as informações para o restante do domínio computacional que é estacionário. Nas interfaces entre ambos, não há um perfeito encaixe entre os nós e os elementos de uma malha para a outra. Contudo, a técnica numérica utilizada garante a correta transferência de informações. Além disso, devido às características do fluxo, modelos de turbulência devem ser incorporados para representar todo o comportamento do sistema adequadamente. A metodologia aqui proposta consiste em utilizar a CFD e comparar as respostas em termos de empuxo e torque para algumas condições operacionais de três exemplos de hélices. Nas comparações, quando pertinente, adotam-se condições de contorno e técnicas numéricas semelhantes. Há, ainda, comparações com resultados em túnel de vento e com modelos matemáticos para validação dos métodos e verificação da qualidade dos resultados. De uma forma geral, houve uma boa correlação entre os resultados deste trabalho com a literatura. A partir destas análises, foi possível evidenciar a contribuição da metodologia empregada para as análises aerodinâmicas de hélices em comparação a outras metodologias. | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | Faculdade de Engenharia | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFJF | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.rights | Attribution-ShareAlike 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/ | * |
dc.subject | Modelagem | pt_BR |
dc.subject | Hélices | pt_BR |
dc.subject | OpenFOAM | pt_BR |
dc.subject | Modeling | pt_BR |
dc.subject | Propellers | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.title | Metodologia para análises aerodinâmicas de hélices | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
Aparece en las colecciones: | Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações) |
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