Marcello Augusto Faraco de Medeiros.

This research aims at elucidating the mechanisms by which gaps in the surface of hypersonicvehicles induce boundary layer transition from laminar to turbulent flow. Understanding thesemechanisms is crucial for optimizing the design of hypersonic vehicles to reduce drag, improve heattransfer management, and enhance overall vehicle performance.

A transição laminar-turbulento em camadas limite é um tópico antigo em pesquisa básica em mecânica dos fluidos, com um impacto muito importante no desempenho aerodinâmico e hidrodinâmico de veículos e implicações diretas no consumo de combustível e no meio ambiente. As imperfeições superficiais afetam a transição e foram investigadas a esse respeito. Entre todas as imperfeições, a menos estudada é o gap, uma pequena cavidade. Experimentos recentes de correlação de transição apresentados na literatura indicaram que pequenas cavidades podem causar transição abrupta. Pesquisas teóricas e numéricas desenvolvidas no grupo deste proponente sugerem que existe mais de um processo de transição associado a cavidades. O espaço de parâmetros é enorme, pois envolve os números de Reynolds e Mach e a geometria da cavidade. O grupo está desenvolvendo uma extensa campanha experimental em túnel de vento de baixa turbulência dentro de um projeto regular da FAPESP e com apoio da Boeing Company e da AFOSR / EUA. O presente projeto tem como objetivo analisar, via Teoria de Estabilidade Linear (LST), Simulação Numérica Direta (DNS),experimentos, utilizando o melhor túnel de baixa turbulência do mundo, e análise de dados com os grupos parceiros, cenários selecionados revelados pelo experimento. O projeto também visa estender os resultados para maiores números de Mach, o que não pode ser feito em nossa instalação experimental. Estudos anteriores no grupo demonstraram que alguns tipos de irregularidades superficiais podem ter maior impacto que outras, ocasionando um processo de transição da camada limite mais abrupta, aumentando assim o arrasto do veículo e seu consequente consumo energético.

Estudo experimental, numérico e teórico do efeito de imperfeições superficiais na evolucao de ondas Tollmien-Schlichting e na transição abrupta

Experiments and Theory on gap/step induced transition in boundary layer

Esta proposta de pesquisa envolve o estudo experimental do efeito de pequenas irregulares,em particular cavidades, na superfície sobre a transição de uma camada limite do regime la-minar para o turbulento. Uma correta previsão desta transição é de grande importância para aredução do arrasto em um projeto aerodinâmico, o que leva à redução no consumo de combus-tível de aeronaves e à redução emissão de gases poluentes. O estudo experimental utilizará umtúnel de vento especialmente projetado para ensaios em transição na camada limite. As medi-ções incluirão anemometria à fio quente, medições de flutuações de pressão na superfície commicrofones e PIV (Particle Image Velocimetry). A temática de pesquisa contempla fenôme-nos importantes para o desenvolvimento tecnológico e posteriormente para competitividade dedeterminados segmentos industriais, tal como a indústria aeronáutica. Os recursos orçamentá-rios solicitados visam melhorar e adaptar a infraestrutura disponível ao grupo de pesquisa parapermitir o aprimoramento dos experimentos contemplados neste estudo

Understanding the surface quality requirements for laminar flow on wings

analise de instabilidade de escoamentos separadas através da analise por modos bi-globais

Flow separation determines the quality of environmental and biological flows alike. Large-scale separation on lifting surfaces, such as aircraft wings and wind-turbine blades, is a phenomenon of key technological significance, since it determines the performance characteristics of the surfaces involved. In addition, flow separation is a major contributor to aerodynamic noise generation. Analysis, computation and experimentation may all be used to identify physical mechanisms related with both hydrodynamic and aero-acoustic small-amplitude instabilities related with flow separation. Such linear perturbations may then be exploited in the context of theoretically-founded (active or passive) flow control at a rather small enegry input. Of equal significance is the noise-reduction possibilities offered by precise knowledge of the noise generation mechanisms. The proposed action brings together leading scientists in the fields of theoretical, computational and experimental fluid mechanics, whose past work has made substantial contributions to the present understanding of separated flow instability and flow control. The respective groups have access to world-class computational or experimental facilities and an interest in pursuing a coordinated effort in a jointly-defined common direction. The consortium comprises nine PIs and their respective groups from five nations: 2 EU MCs (2), Australia (2), Brazil (2) and India (3). The capacities of the EU partners are predominantly theoretical/computational, while the non-EU groups have demonstrated strengths in both computation and experiment. In the course of the present action, short-duration visits of senior personnel as well as longer-term stays of junior researchers have been planned, with a twofold aim: knowledge-sharing and experience interchange amongst the senior personnel, as well as broadening of career perspectives through acquisition of new skills by the younger researchers.

Support of the Marie Curie Grant PIRSE

Analise do regime nao linear da transicao natural em camada limite compressivel baseada em simulacao computacional

Estudo teorico, computacional e experimental de escoamentos cisalhantes instaveis com aplicações.

O objetivo do projeto é a construção de um túnel de vento piloto para ensaios aeroacústicos e aquisição de um sistema PIV para medição dos campos de velocidade que produzem som. Além disso o projeto prevê a construção de um túnel em escala industrial
Global - R$ 2,2 milhões

Projeto e construção de um tunel de vento de baixa turbulência e baixo ruido.

Ensaios para ruido de airframe, ruido de fan e ruido de jato.

o projeto visa o desenvolvimento de capacitação teórica, computacional e experimental em aeroacústica voltada para o projeto de aviões. Ele envolve várias universidade e grupos de pesquisa, assim como a Embraer.

The objetive of the project is to simulate numerically the evolution of a wavepacket in a pressure gradient compressible boundary layer. The wavepacket is generally considered a good model for natural transition. The simulations uses higher order compact finite diference schemes. The results will be evaluated in the light of previous works in flat plate boundary layers developed in the group.
Grant number FA9550-07-0055 monitored by Dr. John Schmissieur.
Global - US$ 60.000,00

Esse projeto de iniciação científica consiste na elaboração de um ventilador para ser utilizado em um túnel de vento de baixa turbulência e baixa velocidade, além do projeto de um ventilador para uso doméstico. Serão estudadas teorias que regem tais escoamentos, procurando características ideais do ventildador, assim como será feito também estudo sobre a aerodinâmica na faixa de Reynolds empregada no projeto, sendo os dados validados com a utilização do programa Xfoil, para cálculos de aerodinâmica em 2D.

O presente trabalho objetiva projetar um túnel de vento cuja maior característica seja sua baixa turbulência na seção de testes. Esse tipo de túnel é importante para estudos de camada limite de aerofólios. A concretização do projeto se faz pela determinação dos parâmetros que caracterizam cada componente do túnel. Os componentes são: telas, colméias, difusores, aletas defletoras, C6amara de estabilização, seção de testes e contração

1- Recursos: CNPq - Auxílio Financeiro
No. do Processo Individual: 478316/2004-6 - Universal/2004
Período: 01/06/2005 a 30/05/2007
Valor Global da Concesão: R$ 10.560,00
2- Bolsa CNPq de Produtividade em Pesquisa