Estimativa do efeito das paredes de túnel de vento sobre o escoamento em asas enflechadas infinitas usando método de vórtices

Abstract

O estudo de uma asa enflechada infinita em um túnel de vento pode ajudar na análise do comportamento de uma asa enflechada real, porém o efeito das paredes do túnel causa comportamentos não compatíveis com uma asa infinita, como um carregamento não uniforme ao longo da envergadura. Este trabalho visa analisar os efeitos das paredes laterais na asa enflechada infinita. A análise é feita com o uso do método da linha de sustentação de Weissinger e do método das imagens para criar uma ou mais reflexões e analisar o comportamento da asa real em múltiplas condições. Um modelo baseado em vórtices ferradura foi implementado em MATLAB e utilizado para analisar o efeito das paredes laterais sobre uma asa enflechada ocupando toda a largura do túnel de vento. Quanto maior o enflechamento e o ângulo de ataque e menor o alongamento, maior a influência da parede lateral no estudo. O estudo da asa sem ângulo de enflechamento se aproximou do comportamento teórico de uma asa infinita. Após isso, o estudo foi expandido para uma asa enflechada infinita com resultados ligeiramente diferentes de uma teórica asa enflechada infinita, sendo que o estudo ainda pode ser ampliado com métodos diferentes de análise.

The study of an infinite swept wing in a wind tunnel can aid in the analysis of the behavior of a real swept wing; however, the effects of the wind tunnel walls cause behaviors that are not consistent with that of an infinite wing, like a non-uniform load along the span of the wing. This work aims to analyze the effects of the sidewalls on an infinite swept wing. The analysis is performed using Weissinger's lifting-line method combined with the method of images to create one or more reflections to simulate the behavior of a real wing under multiple conditions. A model based on horseshoe vortices was implemented in MATLAB and used to analyze the effect of the sidewalls on a swept wing that spans the entire width of the test section. The greater the sweep angle and angle of attack, and the smaller the wingspan, the greater the influence of the sidewalls. A non-swept wing approaches the theoretical behavior of a infinite wing; this analysis was extended to a swept wing, with slight differences from the theoretical model for an infinite swept wing. Furthermore, the study can be expanded using different analysis methods.