Simulação em Túnel de Vento
Olá leitor!
Segue abaixo uma matéria publicada na nova edição da Revista Espaço Brasileiro (Jan. Fev. Mar. de 2010) destacando que o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) vem desenvolvendo um projeto de simulação em túnel de vento visando assegurar maiores condições de segurança durante às operações de lançamentos do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA).
Duda Falcão
IAE
Simulação em Túnel de Vento
Projeto visa assegurar condições de segurança nos lançamentos,
na região do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA),
por meio de escoamento de ar
Entre 1998 e 2001, o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), por meio da Divisão de Ciências Atmosféricas (ACA), teve um projeto de pesquisa financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paul (FAPESP) cujo o objetivo era estudar a modificação do escoamento atmosférico do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA), localizado no litoral norte do estado do Maranhão.
“Os ventos, nessa região são muito fortes, com velocidades médias de até 10 metros por segundo próximo à superfície e interferem no lançamento de veículos espaciais, como foguetes de sondagem e o Veículo Lançador de Satélites (VLS)”, explica o pesquisador titular da ACA, Gilberto Fisch. Na ocasião, foram coletados dados que geraram os primeiros resultados para se conhecer a estrutura do vento local.
A partir desses dados, conclui-se que para se obter um detalhamento da atmosfera seriam necessárias não apenas medidas de campo, mas principalmente uma investigação do comportamento do vento, com o uso de ensaios experimentais em túneis de vento e modelos matemáticos. Essa ação motivou a identificação de novos parceiros, alunos e pesquisadores que pudessem contribuir para o incremento desse estudo, e a ampliação do projeto inicial.
Simulação - O projeto Pós-Grupo de Pesquisa, financiado pela Agência Espacial Brasileira (AEB), intitulado “Adequação do Túnel Aerodinâmico TA-2 para simulação da camada limite atmosférica do CLA”, está em pleno andamento. Desenvolvido pela Divisão de Ciências Atmosféricas (ACA) e pela Divisão de Aerodinâmica (ALA) do IAE, a iniciativa visa assegurar condições de segurança na ocasião de lançamento de veículos como o VLS, através da caracterização do escoamento de ar (vento) na região do Centro. Um dos motivos é que a plataforma de lançamento de foguetes está localizada próxima à costa (150m) e as trajetórias dos foguetes, principalmente foguetes de sondagem, sofrem a influência da turbulência causada pela modificação do perfil do vento que sopra do oceano para o continente.
O estudo é resultado da tese de doutorado desenvolvida pela doutora Luciana Marinho Pires, por meio do Programa de Pós-Graduação em Meteorologia do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), quando simulações de menor dimensão foram executadas no Laboratório Feng do Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA). Há ainda a colaboração do professor do Laboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Acir Mércio Loredo Souza, especialista em túnel de vento no Brasil.
Escoamento - Os túneis de vento podem ser classificados das mais diversas formas, conforme as diversas características. Talvez a mais importante, que os diferencia, explica a pesquisadora associada da ALA, Ana Cristina Avelar, sejam as do escoamento que cada túnel é capaz de gerar. “Os túneis são utilizados principalmente por indústrias aeronáuticas, automobilísticas e de construção civil para simulação de situações em que os engenheiros precisam prever o desenvolvimento de seus projetos, envolvendo fenômenos ligados à Aerodinâmica”, observa.
Quanto à configuração do circuito, destaca o chefe da ALA, Pedro José Oliveira Neto, os túneis de vento podem ser de circuito aberto ou de circuito fechado. Têm a forma de um corredor, em um das extremidades está o gerador de corrente de ar e a outra é o local para a saída do vento. É a configuração mais simples, de menor custo, mas com a desvantagem de ter a seção de testes muito influenciada pelas intempéries e perturbações externas, especialmente rajadas. Já nos túneis de circuito fechado os ventos circulam em tubos em forma de anel.
Tipos de túneis - O Brasil possui outros túneis, além do TA-2, o maior túnel aerodinâmico de uso industrial da América Latina.
Entre os túneis brasileiros já mencionados, os que operam com velocidades mais elevadas, como o Túnel Transônico Piloto (TTP), do IAE, utilizado para a realização de ensaios de veículos de sondagem entre eles, o SONDA III e o VS-30, e trabalhos de pesquisa. Há ainda um túnel hipersônico no Instituto de Estudos Avançados (IEAv), onde ocorrem trabalhos na área de Aerotermodinâmica e Hipersônica, alguns em cooperação com o laboratório de pesquisa da Força Aérea Americana.
As principais instalações encontram-se no IAE/ALA – Túnel Aerodinâmico TA-2, TA-3 e o TTP; Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e Laboratório Feng, no IEAv, todos pertencentes ao Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), em São José dos Campos (SP). Destacam-se ainda o Laboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC), da UFRGS, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), e a Escola de Engenharia da Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos, entre outros.
Túnel de Vento do LACLaboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
Pioneiro na América Latina, o túnel de Vento professor Joaquim Biessmann, de retorno fechado, foi projetado para simular as principais características dos ventos naturais da camada limite atmosférica e, aliado ao projeto de execução de modelos reduzidos obedecendo a determinadas condições de semelhança, propicia a correta determinação das pressões atuantes sobre as fachadas e estruturas das edificações. O túnel de vento otimiza o projeto em termos de segurança e economia.
Fonte: Acir Mércio Loredo-Souza - diretor do LAC/UFRGS
Engenheiro civil e diretor do LAC/UFRGS
Pioneiro na América Latina, o túnel de Vento professor Joaquim Biessmann, de retorno fechado, foi projetado para simular as principais características dos ventos naturais da camada limite atmosférica e, aliado ao projeto de execução de modelos reduzidos obedecendo a determinadas condições de semelhança, propicia a correta determinação das pressões atuantes sobre as fachadas e estruturas das edificações. O túnel de vento otimiza o projeto em termos de segurança e economia.
Fonte: Acir Mércio Loredo-Souza - diretor do LAC/UFRGS
Engenheiro civil e diretor do LAC/UFRGS
Túneis de Choque Hipersônico do IEAvInstituto de Estudos Avançados (IEAV)
O Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu, inaugurado em 2006, possui três túneis de choque hipersônicos (túneis de vento hipersônicos pulsados): T1, T2 e T3. Tem por finalidade desenvolver tecnologias laboratoriais e realizar pesquisa e desenvolvimento na área hipersônica experimental – experimentos com velocidades acima de dois quilômetros por segundo – visando à ciência e engenharia. Os túneis de choque hipersônicos são aplicados na pesquisa e desenvolvimento de:
* Aerotermodinâmica de veículos aeroespaciais em vôo no regime hipersônico (visando conhecimento dos fenômenos físico-químicos de escoamento do ar em altas velocidades);
* Sistema de propulsão hipersônica a ar aspirado (e de componentes) com aplicação em veículos aeroespaciais hipersônicos avançados;
* Apoio ao Programa Espacial Brasileiro.
Fonte: Marco Antônio Sala Minucci - Cel Eng. PhD em Engenharia Aeroespacial e Diretor do IEAv e Paulo Gilberto de Paula Toro PhD em Engenharia Aeroespacial e Chefe do Laboratório.
O Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu, inaugurado em 2006, possui três túneis de choque hipersônicos (túneis de vento hipersônicos pulsados): T1, T2 e T3. Tem por finalidade desenvolver tecnologias laboratoriais e realizar pesquisa e desenvolvimento na área hipersônica experimental – experimentos com velocidades acima de dois quilômetros por segundo – visando à ciência e engenharia. Os túneis de choque hipersônicos são aplicados na pesquisa e desenvolvimento de:
* Aerotermodinâmica de veículos aeroespaciais em vôo no regime hipersônico (visando conhecimento dos fenômenos físico-químicos de escoamento do ar em altas velocidades);
* Sistema de propulsão hipersônica a ar aspirado (e de componentes) com aplicação em veículos aeroespaciais hipersônicos avançados;
* Apoio ao Programa Espacial Brasileiro.
Fonte: Marco Antônio Sala Minucci - Cel Eng. PhD em Engenharia Aeroespacial e Diretor do IEAv e Paulo Gilberto de Paula Toro PhD em Engenharia Aeroespacial e Chefe do Laboratório.
Modelo de Aeronave EMBRAER 170, noInterior da Seção de Testes do Túnel de Vento
Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)
O túnel de vento do ITA, inaugurado em maio de 2003, é do tipo circuito aberto (menor custo e prazo de fabricação). A velocidade máxima na seção de testes é de 80 m/s (280 km/h). O nível de turbulência do escoamento é aproximadamente 0,05%, permitindo que este túnel possa ser usado para a calibração de anemômetros (aparelhos de medição de velocidade do ar). A seção de testes deste túnel de vento foi projetada para facilitar a implementação de montagens experimentais, destinadas ao ensino de graduação e pós-graduação, assim como a pesquisa e ao desenvolvimento de novos produtos e metodologias. Podem ser realizados:
* Ensaios aeronáuticos - perfis, asas, aeronaves, foguetes e subsistemas
* Ensaio de veículos rodoviários - automóveis, caminhões e ônibus.
* Ensaios de edificações - prédios, pontes e torres.
* Ensaios navais - navios, submarinos e plataformas marítimas
* Ensaios de calibração de anemômetros – instrumentos que medem a direção e a velocidade do vento.
Fonte: Professor Roberto da Motta Girardi - Divisão de Engenharia Aeronáutica do ITA
Fonte: Revista Espaço Brasileiro - num. 8 Jan. Fev. Mar. de 2010 - págs 14 e 15
O túnel de vento do ITA, inaugurado em maio de 2003, é do tipo circuito aberto (menor custo e prazo de fabricação). A velocidade máxima na seção de testes é de 80 m/s (280 km/h). O nível de turbulência do escoamento é aproximadamente 0,05%, permitindo que este túnel possa ser usado para a calibração de anemômetros (aparelhos de medição de velocidade do ar). A seção de testes deste túnel de vento foi projetada para facilitar a implementação de montagens experimentais, destinadas ao ensino de graduação e pós-graduação, assim como a pesquisa e ao desenvolvimento de novos produtos e metodologias. Podem ser realizados:
* Ensaios aeronáuticos - perfis, asas, aeronaves, foguetes e subsistemas
* Ensaio de veículos rodoviários - automóveis, caminhões e ônibus.
* Ensaios de edificações - prédios, pontes e torres.
* Ensaios navais - navios, submarinos e plataformas marítimas
* Ensaios de calibração de anemômetros – instrumentos que medem a direção e a velocidade do vento.
Fonte: Professor Roberto da Motta Girardi - Divisão de Engenharia Aeronáutica do ITA
Fonte: Revista Espaço Brasileiro - num. 8 Jan. Fev. Mar. de 2010 - págs 14 e 15
Comentários
Postar um comentário