Análise Numérico de Supressores de Vórtices Tipo “Splitter Plate” e “Fairing”

Abstract

O estudo e desenvolvimento de dispositivos para o controle do desprendimento de vórtices ao redor de cilindros circulares é fundamental em muitos projetos aerodinâmicos e hidrodinâmicos, já que os mesmo permitem suprimir ou minimizar efeitos indesejados, tais como: vibrações, aumento do arrasto e geração de ruído. Neste trabalho, apresenta-se um estudo numérico do controle do desprendimento de vórtices a baixo número de Reynolds (Re = 100 e 160), através do uso de dispositivos do tipo: placa plana (splitter plate) com furos e carenados (fairing). Para as placas planas varia-se o comprimento da placa (L/D = 1,0 e 2,0) e a disposição dos furos. Para o segundo dispositivo estuda-se como influencia o ângulo do bordo de fuga. Analisa-se como os principais coeficientes aerodinâmicos variam em função do número de Reynolds e dos parâmetros geométricos dos dispositivos. As equações de Navier-Stokes e a equação de conservação de massa considerando as hipóteses de pseudo-compressibilidade são resolvidas empregando o Método dos Elementos Finitos. Os resultados obtidos mostram que um aumento do número de Reynolds provoca um aumento da amplitude do coeficiente de sustentação e uma diminuição no valor médio do coeficiente de arrasto em todos os dispositivos estudados. Os dispositivos que apresentaram os melhores resultados com o splitter plate com L/D = 2,0 e o fairing com teta = 20°.