TÚNEL DE VENTO ACADÊMICO DE BAIXO CUSTO NA CAPTAÇÃO DE IMAGENS E ESTUDO DO ESCOAMENTO DO AR

Artigo publicado nos anais do CIMATech – FATEC SJC, 2023

Autores

  • Roque Antônio Moura FATEC SJC
  • Erick Santos Cristovão Fatec SJC
  • João Paulo Moreira da Costa FATEC SJC
  • Thiago dos Santos Ribeiro

DOI:

https://doi.org/10.69609/1516-2893.2024.v30.n2.a3811

Palavras-chave:

Aerodynamics. Drag. Flow. Wind tunnel.

Resumo

O desempenho aerodinâmico de veículos tem sido investigado por desenvolvedores e projetistas. Dessa maneira, pode-se partindo de modelos matemáticos utilizar protótipos de veículos mockups em escala geométrica menores para testar as forças aerodinâmicas em um túnel de vento. Contudo, o custo e disponibilidade de acesso aos túneis de vento são restritos. Nesse sentido o objetivo deste trabalho é desenvolver um túnel de vento acadêmico de baixo custo para captação de imagens e estudo laboratorial do escoamento do ar, aerodinâmica, velocidade e identificar regimes laminar e turbulento do ar. A metodologia contou com pesquisa bibliográfica em fontes internacionais para identificar os tipos de túneis de vento existentes no mercado, limites, aplicações e complexidade. Após o estudo e ensaios virtuais, foi construído um túnel experimental com circuito aberto, para facilitar o seu desenvolvimento, construção e operacionalização. Os resultados encontrados permitiram identificar regimes de escoamento e princípios aerodinâmicos. Conclui-se que o tipo de túnel de vento e cálculos de dimensionamento definidos, o protótipo demonstrou-se como uma alternativa para o processo ensino-aprendizagem em aulas práticas em laboratórios, para que alunos construam, ensaiem e visualizem os tipos de movimentação dos fluidos, simulando em túnel de vento.

Biografia do Autor

Erick Santos Cristovão, Fatec SJC

Aluno de Gradução do curso de Gestão da Produção Industrial

João Paulo Moreira da Costa, FATEC SJC

Egresso da Fatec SJC

Thiago dos Santos Ribeiro

Egresso da Fatec SJC

Referências

AHMAD, K., KHARE, M., & CHAUDHRY, K. K. (2005). Wind tunnel simulation studies on dispersion at urban street canyons and intersections - a review. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 93(9), 697–717. DOI:10.1016/j.jweia.2005.04.002

ALMEIDA, J. L. Projeto mecânico de um túnel de vento para testes aerodinâmicos em laboratório. Universidade Alto Vale Rio do Peixe. Campus Caçador/SC, 2016.

ANAC.GOV.BR. Agência Nacional de Aviação Civil. ANACPÉDIA. Disponível em: https://www2.anac.gov.br/anacpedia/por_esp/tr352.htm#:~:text=Nota%20adicional1-,O%20n%C3%BAmero%20Mach%201%2C00%20%C3%A9%20igual%20%C3%A0%20velocidade%20do,valor%20inferior%20a%201%2C00. Acesso em: 04/02/2023.

BAK, C; JOHANSEN, J.; ANDERSEN, P.B. “Three-dimensional corrections of airfoil characteristics based on pressure distributions”. Proceedings of the European Wind Energy Conference, 2006.

BARLOW, B.J.; RAE, W.H.; POPE, A. Low Speed Wind Tunnel Testing. 3rd edition, New York, John Wiley & Sons, 1999.

BRESSA, C.V.X.; JESUS, D.C. Elaboração de um Túnel de Vento Para Bancada Experimental. Universidade Católica Dom Bosco, 2010. Disponível em: https://pt.scribd.com/document/184557432/86330814-TCC-Elaboracao-de-Um-Tunel-de-Vento-Para-Bancada-Experimental. Acessado em: 14/02/2023.

BRETON, S. P., COTON, F.N., MOE, G. “A study on rotational effects and different stall delay models using a prescribed wake vortex scheme and NREL phase VI experiment data,” Wind Energy, Vol.11, pp:459-482,2008.

BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos. 2ª ed. São Paulo: Pearson, 2008.

CHAVIAROPOULOS, P.K., HANSEN, M.O.L. “Investigating three-dimensional and rotational effects on wind turbine blades by means of a quasi-3D Navier Stokes solver”, Journal of Fluids Engineering, Vol.122, pp:330-336, 2000.

DUTHINH, D.; SIMIU, E. The Use of Wind Tunnel Measurements in Building Design. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, United States of America, 2011. Disponível em: https://www.intechopen.com/books/wind-tunnels-and-experimental-fluid-dynamics-research/the-use-of-wind-tunnel-measurements-in-building-design Acesso em: 28/01/2022.

ESFAHANIAN, V.; SALAVATIPOUR, A.; HARSINI, I. Numerical analysis of flow field around NREL Phase II wind turbine by a hybrid CFD/BEM method", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,Vol.120,pp:29-36,2013.

GARRAD, H. Bladed 4.0 theory manual, 2010.

GRC.NASA.GOV. Whirling Arms and the First Wind Tunnels. Disponível em: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/WindTunnel/history.html#:~:text=Frank%20H.,to%20build%20a%20wind%20tunnel. Acesso em: 28.01.23.

GRC.NASA.GOV. 1901 Wind Tunnel Tests. Disponível em: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrights/test1901.html Acesso em: 28/01/2023.

GUO, Q., ZHOU, L., WANG, Z. "Comparison of BEM-CFD and full rotor geometry simulations for the performance and flow field of a marine current turbine", Renewable Energy, Vol.75, pp:640-648, 2015.

HAND, M. M., SIMMS, D.A., FINGERSH, L.J., JAGER, D.W., COTRELL, J.R., SCHRECK, S., LARWOOD, S.M. “Unsteady aerodynamics experiment phase VI: wind tunnel test configurations and available data campaigns,” NREL/TP-500-29955, 2001.

HERNÁNDEZ, Miguel A. González; LÓPEZ, Ana I. Moreno; JARZABEK, Artur A.; PERALES, José M. Perales; WU, Yuliang; XIAOXIAO, Sun. Design Methodology for a Quick and Low-Cost Wind Tunnel. Polytechnic University of Madrid, Spain & Beijing Institute of Technology, China, 2013. Disponível em: https://www.intechopen.com/books/wind-tunnel-designs-and-their-diverse-engineering-applications/design-methodology-for-a-quick-and-low-cost-wind-tunnel Acesso em: 28/01/2023.

LANZAFAME, R. “BEM theory: How to take into account the radial flow inside of a 1-D numerical code,” Renewable Energy, Vol.39, No.1, pp:440-446, 2012.

LI, X., TAN, Y., QIU, X., GONG, Z., & WANG, M. (2021). Wind tunnel measurement of aerodynamic characteristics of trains passing each other on a simply supported box girder bridge. Railway Engineering Science, 29(2), 152–162. DOI:10.1007/s40534-021-00231-4

MATOS, C. C.; BOTELHO, R. D. A influência da aerodinâmica no design. Disponível em: https://dspace.palermo.edu/ojs/index.php/actas/article/view/3268. Acesso em: 05/02/2023.

MERRISON, J. Environmental Wind Tunnels. Aarhus University, Denmark, 2011. Disponível em: https://www.intechopen.com/books/wind-tunnels/environmental-wind-tunnels Acesso em 28/01/2023.

MORIARTY, P.J., HANSEN, A.C. "AeroDyn theory manual", Technical report NREL/TP-500-36881, 2005.

MOURA, R. A.; JESUS, N. M. R.; SOUZA, R. S. Antropometria e ergonomia como ferramentas de vanguarda produtivas nas indústrias do futuro. Revista Sodebras. Vol 14. Ed.157. 2019, p.109-112. ISSN. 1809-3957. DOI: https://doi.org/10.29367/issn.1809-3957.14.2019.157.109

MOURA, R. A.; MOURA M. L. S. Aplicação da engenharia estrutural segura na montagem do veículo “baja” para aprendizado acadêmico e aprimoramento profissional dos discentes. Revista Sodebras [on line]. vol. 14. n° 12, pp 31-36. junho/2019. ISSN 1809-3957. DOI: 10.29367/issn.1809-3957.14.2019.162.31

MOURA, R.; RICHETTO, M.; LUCHE, D.; TOZI, L. AND SILVA, M. (2022). New Professional Competencies and Skills Leaning towards Industry 4.0. In Proceedings of the 14th International Conference on Computer Supported Education – Volume 2: CSEDU. ISBN: 978-989-758-562-3, pp. 622-630. DOI: http://dx.doi.org/10.5220/0011047300003182

OKAMOTO, S.; MERRISON, J.; PORTMAN, V.; SANDLER, B.; CHAPSKY, V.; LIU, X.; QIU, Y.; DUAN, X.; BENEDETTO, S. D.; RUFOLO, G. C.; MARINI, M.; TRIFONI, E.; ANDRIANNE, T.; RAZAK, N. A.; DIMITRIADIS, G.; KOTHERA, C. S.; WERELEY, N.M. Wind Tunnels. Shimane University, Japan, 2011. Disponível em: https://www.intechopen.com/books/wind-tunnels Acesso em: 28/01/2023.

PIECHNA, J.R.; KUREC, K.; BRONISZEWSKI, J.; REMER, M.; PIECHNA, A.; KAMIENIECKI, K.; BIBIK, P. Influence of the Car Movable Aerodynamic Elements on Fast Road Car Cornering. Energies 2022, 15, 689. DOI: 10.3390/en15030689

TECIAM. Especificações técnicas e Tabela de Tecidos Metálicos. Disponível em: https://www.teciam.com.br/pdf/f01283d4279a95ad700ce9bedd09fffc.pdf Acesso em: 28/02/2021

Downloads

Publicado

2024-10-18

Edição

Seção

Artigos de Congressos