Título:	Determinação das características de operação de uma turbina axial hidráulica de uso aeroespacial através da técnica de CFD em regimes estacionário e transitório
Autor(es):	Barbosa, Daniel Ferreira Corrêa
Orientador(es):	Tomita, Jesuíno Takachi Tonon, Daniel da Silva
Palavras-chave:	Dinâmica dos Fluidos Computacional Análise numérica Engenharia mecânica
Áreas de conhecimento da DGPM:	Aeronáutica
Data do documento:	2024
Editor:	Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA)
Descrição:	O presente trabalho tem como objetivo o estudo dos diferentes modelos de turbulência aplicados em problemas modelados através da técnica de Dinâmica dos Fluidos Computacional (do inglês, Computational Fluid Dynamics, CFD) em regime estacionário e o estudo do comportamento transito´rio do escoamento na mesma turbomáquinas para uma condição de operação de baixa velocidade rotacional e distante da Ponto de Projeto (do inglês, Design Point, DP), neste caso, em um estágio de turbina axial utilizado em turbobomba (TP). A modelagem do escoamento turbulento baseada nas equações de Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) resulta em termos nas equações de Navier-Stokes que tem características pro´prias de cada escoamento. Sendo assim, a escolha adequada do modelo de turbulência para o estudo de um determinado escoamento é essencial para a obtenção de bons resultados, devido ao fato de que n˜ao existe um modelo geral de turbulência para todas as aplica¸co˜es de engenharia que possuem fluido e escoamento. No estudo de turbomáquinas, apesar do escoamento sempre ser transitório, geralmente o escoamento pode ser aproximado como em regime estaciona´rio, principalmente quando se trabalha com o DP. No entanto, esta aproximação torna-se imprecisa quando se estudam condições operacionais distantes do DP e apresentam muitas oscilações numéricas de amplitudes não desprezíveis devido a` relevância dos fenômenos transitórios. Os principais fenômenos associados à transitoriedade do escoamento neste tipo de turbomáquina são a formação de vórtices e cavitação. A turbomáquina considerada no presente trabalho é o primeiro estágio da turbina axial hidráulica utilizada na Turbobomba Oxidante de Baixa Pressa˜o (LPOTP) do Motor Principal do Ônibus Espacial (SSME), considerando a configura¸c˜ao de folga de ponta de 3,0% em relação à altura da pá do rotor. Todas as simulações foram realizadas utilizando o software comercial da ANSYSY CFX v15.0 (para o estudo dos modelos de turbulência) e v19.2 (para o estudo do comportamento transitório). Todas as configurações numéricas e como as condições de contorno foram impostas em diferentes superfícies são explicadas no trabalho. Os resultados das simulações numéricas foram sintetizados e comparados com os dados experimentais publicados pela National Aeronautics and Space Administration (NASA), nos quais a eficiência da turbina e seu parâmetro de velocidade do jato são analisados para resultados. O fluido de trabalho definido nas simulações numéricas foi a água, pois este foi o fluido utilizado nos testes experimentais.
Tipo de Acesso:	Acesso aberto
URI:	https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847649
Tipo:	Trabalho de fim de curso
Aparece nas coleções:	Aeronáutica: Coleção de Trabalhos de Conclusão de Curso

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