Simulação numérico-computacional da dissipação de esteiras de aeronaves próximas do solo utilizando o método de vórtices discretos com modelagem de rugosidade superficial

Resumo

Este trabalho implementou um modelo de efeitos de rugosidade superficial do chão do aeroporto sobre a trajetória e dissipação de um par de estruturas vorticosas primárias gerado a partir da ponta de asa de uma aeronave. Os resultados das trajetórias mostraram a sensibilidade do modelo de rugosidade. Os efeitos da rugosidade do solo aceleram o desprendimento das estruturas vorticosas secundárias e terciárias no chão, o que era esperado. Observa-se que seus efeitos não foram abruptos após a implementação, o que é também apresenta comportamento esperado. Os resultados numéricos apresentaram coerência com resultados de Zheng e Ash (1996), embora estes últimos utilizaram apenas dois vórtices discretos de sinais opostos a partir das pontas de uma asa de avião. Portanto, o estudo atual é mais vantajoso, porque permitiu que fosse observada a deformação das estruturas vorticosas ao longo de seu desenvolvimento. Como trabalho futuro, podem-se utilizar diferentes alturas de rugosidade para o centro da pista do aeroporto e para pistas laterais e também simular transferência de calor por convecção mista (MORAES et al. 2022). É possível, também, realizar simulações com presença de vento lateral. Pode-se, ainda, realizar estudos com números de Reynolds maiores, necessitando-se de resultado experimentais para comparação, quando possível. As simulações numéricas consideram descrição puramente lagrangiana, que possibilita o acompanhamento individual de cada vórtice discreto presente no domínio fluido; o que resulta numa abordagem diferente da Euleriana, tipicamente utilizada em simulações de dinâmica dos fluidos computacional. Destaca-se que este trabalho gerou um artigo que foi aceito para publicação no ENCIT 2022, oferecendo ainda mais visibilidade à linha de pesquisa desenvolvida (CARVALHO et al., 2022).