2004mecânica dos fluidos ii prof. antónio sarmento - dem/ist u matéria: –escoamento em torno de...

2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST

Matéria:– Escoamento em torno de perfis: sustentação e entrada em

perda.

– Esquemas de controlo de separação da camada limite

Escoamentos exteriores


Escoamento em torno de perfis

Sequências do MFM: Dynamics/Dependence of forces on Reynolds number and

geometry: Lift and Drag forces

Boundary layer/Separation: Leading edge separation Effects of boundary conditions on separation


Resistência de atrito (ou viscosa) dominante e pequena


Baixa curvatura das linhas de corrente –> gradientes de pressão adversos baixos: não há separação

Perfil simétrico com ângulo de incidência nulo (Re7000)


Curvatura das linhas de corrente elevada –> pressão mínima baixa –> gradientes de pressão adversos elevados: separação


Resistência de forma importante

Ângulo de ataque de 5º (Re7000) - mesmo perfil


Curvas aerodinâmicas de perfis:


- Ângulo de ataque

22U

LCL

22U

DCD

Entrada em perda – depende Re


Matéria:– Escoamento em torno de perfis: sustentação e entrada em

perda.

– Esquemas de controlo de separação da camada limite.



Bibliografia:– White – Fluid Mechanics: Última parte cap. 7



Mostre que, na ausência de vento, em voo planado o ângulo da trajectória com a horizontal é dado por

tan = D/L

(D – resistência; L – sustentação) Considere um planador com uma massa de 200 kg, 12 m2 de

asa, alongamento (corda/envergadura) de 11, e perfis NACA009, estime:

a) A velocidade de entrada em perda;

b) O menor ângulo com a horizontal de voo planado

c) A maior distância que pode planar partindo duma altitude de 1.200 m.

Escoamentos exteriores: Problema


Mostre que, na ausência de vento, em voo planado o ângulo da trajectória com a horizontal é dado por

tan = D/L

(D – resistência; L – sustentação)


Resposta:

mg sen

L

D

mgmg cos

sin

cos

mgD

mgL

Para que a trajectória seja rectilínea e a velocidade

constante:


Considere um planador com uma massa de 200 kg, 12 m2 de asa, alongamento (corda/envergadura) de 11, e perfis NACA009, estime:

a) A velocidade mínima do avião (de entrada em perda);


LAC

LV

2

max

cos2min

LAC

mgV

25,1max

LC

AV

LCL

2

21

018,0max

DC

max

1tanL

D

C

C º 87,0

m/s 6,16

LAC

mg

cos2

6102,1Re Vc m 1112c



b) O menor ângulo com a horizontal de voo planado


L

D

C

C1tan

Ang. Ataque Coef. Res. Coef. Sust.Ang. traj.4 0,004 0,04 0,578 0,01 0,8 0,71

12 0,015 1,16 0,74


Distância horizontal percorrida:


c) A maior distância que pode planar partindo duma altitude de 1.200 m.


sin

cos

Vv

Vv

z

x

zv

ht

V

vx

vz

Tempo de descida:

hv

vtvl

y

xx coth

km 618,120cot minmax hl

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