Desenvolvimento de um modelo numérico para a predição de um escoamento em bocal do tipo H.O.M.E.R

Abstract

No presente estudo é desenvolvido um modelo numérico para a abordagem de escoamentos turbulentos no regime permanente em bocais do tipo H.O.M.E.R (do inglês: High-speed Orienting Momentum with Enhanced Reversibility) que consiste na mistura de dois jatos incidentes sobre superfícies de Coanda. Essa superfície causa uma deflexão no escoamento permitindo que o bocal atue como um dispositivo de manobra em aplicações aeronáuticas. O principal objetivo é avaliar o modelo numérico desenvolvido comparando com resultados numéricos da literatura. As equações de conservação de massa e quantidade de movimento médias no tempo são resolvidas numericamente através do método de volumes finitos. Para resolver o problema do fechamento da turbulência foi empregada modelagem clássica (RANS – do inglês: Reynolds Averaged Navier Stokes) com modelo k – ε. Primeiramente, um teste de independência de malha será realizado, com o intuito de dispender menos recursos computacionais e obter resultados precisos. Em seguida, serão feitas as simulações em regime permanente, com o objetivo de obter os ângulos de deflexão (α) gerados com a diferença das vazões mássicas injetadas em cada um dos canais do bocal H.O.M.E.R (m*). Posteriormente, esses resultados são comparados com os obtidos numericamente na literatura. Os resultados obtidos tiveram o mesmo comportamento obtido na literatura, onde o aumento da diferença entre os jatos de entrada conduziu a um aumento no ângulo de deflexão do jato no bocal. Com exceção de um valor específico (m* = 0.2) os resultados obtidos no presente trabalho apresentaram uma boa concordância com os preditos numericamente na literatura.