Análise comparativa das forças de sustentação em uma asa obtidas por método analítico e numérico (CFD)

Abstract

As metodologias adotadas pelas equipes participantes da competição de Aerodesign para realizar o dimensionamento da asa de seus aeromodelos, devem garantir excelentes estimativas de valores de carga paga para cumprir os objetivos do projeto. A introdução dos métodos numéricos auxilia no projeto e no dimensionamento de todo o aeromodelo, principalmente quando bem relacionado com o objetivo principal do projeto. Isto pode ser observado neste estudo que se propõe especificamente a gerar análises comparativas da asa de um aeromodelo. No caso da competição, o objetivo é obter uma asa que apresente a maior sustentação e o menor arrasto possível. Para tal, a metodologia CFD (Computer Fluid Dynamics) é uma excelente ferramenta, pois ela possui a capacidade de realizar diversas análises em projetos distintos. Tem assim, a capacidade de apresentar vários resultados, tais como, o escoamento do fluído ao longo da asa, os vórtices de ponta de asa, a distribuição da pressão ao longo da área da asa, bem como valores de força de sustentação e arrasto, podendo ainda extrair diversos gráficos de cada um deles. O presente trabalho visa analisar de forma numérica uma asa com perfil Epler 423 e área definida, para se obter os valores de forças de sustentação para cada inclinação. Inicialmente é aplicada a metodologia clássica analítica para obter-se os valores para cada inclinação seus respectivos resultados de sustentação. Por fim, os resultados desta metodologia, que normalmente é adotada no projeto de Aerodesign, são utilizados como referência e comparados aos resultados do perfil com as mesmas condições de contorno adotadas no método numérico, com a finalidade de verificar a convergência dos resultados e a eficiência do método numérico.