Uma avaliação das características aerodinâmicas de diferentes modelos aeroelásticos durante o estol dinâmico com vistas ao aperfeiçoamento de técnicas para colheita eletromecânica de energia

Abstract

Este trabalho investiga o comportamento aeroelástico de aerofólios sob estol dinâmico, utilizando o modelo de Beddoes-Leishman. Um modelo numérico semi-empírico para simular eventos aerodinâmicos lineares e não lineares. A análise compara o aerofólio NACA 0012 e uma placa plana, abrangendo os coeficientes aerodinâmicos parciais e a dinâmica de separação do escoamento em três regimes: limite do estol, estol leve e profundo. O estudo identifica as características aerodinâmicas específicas de cada perfil e suas implicações para aplicações práticas. A integração do acoplamento piezoelétrico ao modelo permite avaliar o potencial de captação de energia das diferentes geometrias, identificando qual perfil é recomendado para a colheita de energia em cada condição. A validação do modelo adaptado é avaliada por meio da raiz do erro quadrático médio normalizado em comparação com formulações anteriores, contribuindo para o avanço da modelagem de fenômenos aeroelásticos.

This work investigates the behavior of airfoils under dynamic stall using an adapted Beddoes-Leishman model. A semi-empirical numeric model to simulate linear and non-linear aerodynamic events. The analysis compare the NACA0012 airfoil with a flat plate and covers partial aerodynamic coefficients and flow separation dynamics in three regimes: stall onset, light stall, and deep stall. The study identifies the specific aerodynamic characteristics of each profile and their implications for practical applications. The integration of piezoelectric coupling to the model allows assessment of the energy harvesting potential of different geometries, identifying which profile is recommended for energy harvesting in each condition. The validation of the adapted model is evaluated through normalized root mean square error compared to previous formulations, contributing to the advancement of aeroelastic phenomena modeling.