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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2009.tde-19012011-105736
Documento
Autor
Nome completo
José Laercio Doricio
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2009
Orientador
Banca examinadora
Greco Junior, Paulo Celso (Presidente)
Azevedo, João Luiz Filgueiras de
Medeiros, Marcello Augusto Faraco de
Schulz, Harry Edmar
Tomé, Murilo Francisco
Título em português
Estudo da aplicabilidade do método de fronteira imersa no cálculo de derivadas de Flutter com as equações de Euler para fluxo compressível
Palavras-chave em português
Aeroelasticidade
Equações de Euler
Flutter
Fronteira imersa
Método de Runge-Kutta
Método de Steger-Warming
Resumo em português
Neste trabalho, desenvolve-se um método de fronteira imersa para o estudo de escoamento compressível modelado pelas equações de Euler bidimensionais. O método de discretização de diferenças finitas é empregado, usando o método de Steger-Warming de ordem dois para discretizar as variáveis espaciais e o esquema de Runge-Kutta de ordem quatro para discretizar as variáveis temporais. O método da fronteira imersa foi empregado para o estudo de aeroelasticidade computacional em uma seção típica de aerofólio bidimensional com dois movimentos prescritos: torsional e vertical, com o objetivo de se verifcar a eficiência do método e sua aplicabilidade para problemas em aeroelasticidade computacional. Neste estudo desenvolveu-se também um programa de computador para simular escoamentos compressíveis de fluido invíscido utilizando a metodologia proposta. A verificação do código gerado foi feita utilizando o método das soluções manufaturadas e o problema de reflexão de choque oblíquo. A validação foi realizada comparando-se os resultados obtidos para o escoamento ao redor de uma seção circular e de uma seção de aerofólio NACA 0012 com os resultados experimentais, para cada caso.
Título em inglês
Study of the applicability of the immersed boundary method in the calculation of the nonstationary aerodynamics derivatives for flutter analysis using the Euler equations for compressible flow
Palavras-chave em inglês
Aeroelasticity
Euler equations
Flutter
Immersed boundary
Runge-Kutta method
Steger-Warming method
Resumo em inglês
In this work, an immersed boundary method is developed to study compressible flow modeled by the two-dimensional Euler equations. The finite difference method is employed, using the second order Steger-Warming method to discretizate the space variables and the fourth order Runge-Kutta method to discretizate the time variables. The immersed boundary method was employed to study computational aeroelasticity on a typical two-dimensional airfoil section with two prescribed motion: pitching and plunging, in order to verify the efficiency of the numerical method and its applicability in computational aeroelasticity problems. In this work, a computer program was developed to simulate compressible flows for inviscid fluids using the methodology proposed. The verification of the computational code was performed using the method of manufactured solutions and the oblique shock wave reflection problem. The validation was performed comparing the obtained results for flows around a circular section and a NACA 0012 airfoil section with the experimental results, for each case.
 
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Tese_Doricio.pdf (55.79 Mbytes)
Data de Publicação
2011-02-07
 
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