Análise numérica da aplicação do controle ativo de arrasto em um modelo automobilístico simples
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Rudolf Huebner
Paulo Vinicius Trevizoli
Guilherme de Souza Papini
Paulo Vinicius Trevizoli
Guilherme de Souza Papini
Resumo
O controle de escoamento é uma das estratégias mais utilizadas em pesquisas atuais em aerodinâmica
veicular, principalmente em relação a redução do arrasto aerodinâmico de modelos
automobilísticos simples. A análise numérica da aplicação do controle ativo de escoamento no
corpo de Ahmed com ângulo traseiro de 90 foi realizada com o objetivo de redução do coeficiente
de arrasto do modelo. Inicialmente, foram realizadas simulações em regime transiente
do corpo de Ahmed sem o controle ativo, para U¥ = 20 m/s e Re = 3,6 x 105, baseado no
comprimento do corpo, com a utilização do modelo de turbulência k-w SST, para validação da
malha a partir de dados experimentais de CD e Cp encontrados na literatura. Injeção e sucção
de ar com velocidades constantes foram aplicados na região traseira do corpo de Ahmed em
dois casos para velocidades de injeção Uin j iguais a 1;5U¥ e 2;0U¥. Os resultados mostraram
redução de 3,5%, para Uin j = 1;5U¥, e 4,1%, para Uin j = 2;0U¥, no coeficiente de arrasto do
modelo. Foram feitas análises das características da esteira para os três casos investigados e
foram observadas modificações nos campos de velocidade e pressão. Além disso, a eficiência
em relação ao balanço de potência líquida foi avaliada nos dois casos do controle ativo.
Abstract
Flow control is one of the most used strategies in current vehicle aerodynamics research, especially
in relation to the aerodynamic drag reduction of simple automobile models. Numerical
analysis of active flow control application on squareback Ahmed body was performed to aim
model drag coefficient reduction. At first, unsteady simulations of the Ahmed body without
active control were done, with U¥ = 20m/s and Re = 3,6 x 106, based on body length, using
SST k-w turbulence model, for mesh validation with CD and Cp experimental data found in the
literature. Steady blowing and suction were applied at body rear in two cases, with blowing
velocities equal to 1,5U¥ and 2,0U¥. This resulted in a model drag coefficient reduction of
3,5% for Uin j = 1,5U¥, and 4,1% for Uin j = 2,0U¥. The wake characteristics were analyzed for
the three cases investigated and modifications in velocity and pressure fields were observed. In
addition, the efficiency related with the net power balance was evaluated in both cases of the
active control.
Assunto
Engenharia mecânica, Automóveis, Arrasto (Aerodinâmica), Simulação (Computadores)
Palavras-chave
Controle ativo de arrasto, Simulação computacional, Corpo de Ahmed