.jpg)
Neste artigos iremos aborda um conceito importante para a dinâmica dos fluidos e uma das ferramentas que podemos usar juntamente com o SolidWorks e a plataforma 3D Experience.
Na dinâmica dos fluidos, a velocidade do som em um meio é um parâmetro crucial que marca uma mudança significativa no comportamento dos fluxos. Quando a velocidade do fluxo atinge valores próximos à velocidade do som, ocorre a região transônica, tipicamente entre Mach 0,8 e Mach 1,2. Nessa região, os fluxos apresentam alta compressibilidade, arrasto significativo e formação de ondas de choque. Com aeronaves frequentemente operando a Mach 0,8 ou acima, e o fluxo ao redor de componentes como motores e entradas podendo exceder Mach 1,0, compreender os fluxos transônicos é crucial para o design aerodinâmico e o controle de ruído das aeronaves.
A simulação computacional de dinâmica dos fluidos (CFD) tem sido fundamental para estudar os fluxos ao redor de corpos como aeronaves. Embora existam métodos bem estabelecidos para simular fluxos subsônicos (abaixo de Mach 0,8) e supersônicos (acima de Mach 1,2), a região transônica é desafiadora devido à coexistência de fluxos subsônicos e supersônicos. Os métodos de simulação para fluxos subsônicos não capturam adequadamente o comportamento dos fluxos próximos e acima de Mach 1, enquanto os métodos para fluxos altamente compressíveis têm custos computacionais elevados e podem sofrer de dissipação numérica excessiva.
Para superar esses desafios, o SIMULIA PowerFLOW desenvolveu um novo método de simulação híbrida projetado especificamente para a região transônica. Este método combina solucionadores para fluxos subsônicos e transônicos, permitindo uma simulação precisa e eficiente. A simulação híbrida oferece resultados alinhados com experimentos e simulações completas, mas com um custo computacional significativamente menor. Essa abordagem híbrida é fundamental para entender fenômenos transônicos complexos e para o desenvolvimento de aeronaves mais eficientes e silenciosas.
O SIMULIA PowerFLOW é uma ferramenta líder do setor em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), amplamente utilizada para simulação aerodinâmica e aeroacústica em setores como aeroespacial, automotivo e energia eólica. O PowerFLOW emprega o método Lattice Boltzmann (LBM) em conjunto com Simulações de Grandes Vórtices (VLES). O LBM é reconhecido por sua eficiência e precisão na simulação de fluxos ao redor de geometrias grandes e complexas.
O LBM possui diferentes formulações adaptadas para a simulação de diversos tipos de fluxo. Modelos de rede de camada única são adequados para simular fluxos altamente subsônicos (HS), que são fracamente compressíveis, enquanto modelos de rede multicamadas são mais apropriados para simular fluxos transônicos (TS) altamente compressíveis acima de Mach 0,95.
Além disso, a simulação híbrida tem aplicações importantes em áreas como o ruído comunitário das aeronaves. O ruído gerado por fenômenos transônicos pode ser simulado com precisão usando essa abordagem, ajudando a reduzir o impacto das aeronaves nas comunidades vizinhas. Outras aplicações incluem a análise de cavidades em aeronaves, a modelagem de ruído de motores turbofan e a simulação de golpes induzidos por choque em aerofólios.
Essa é uma das possibilidades que temos com o uso do Simulia Power flow. Onde para casos como o da simulação híbrida é essencial para o estudo do fluxo transônico, permitindo a análise precisa e eficiente de fenômenos aerodinâmicos complexos. O SIMULIA PowerFLOW, com seu método inovador de simulação híbrida, desempenha um papel fundamental no avanço da aerodinâmica e no desenvolvimento de aeronaves mais eficientes e silenciosas.