Análise de estabilidade linear e simulações de grandes escalas de escoamentos supersônicos sobre aerofólios com aplicações em cascatas de turbinas

Resumo

Esta proposta descreve o plano de pesquisa associado ao estágio no exterior (BEPE) do Sr. Gabriel Yudi Ragni Hamada, atualmente estudante de doutorado na Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas, FEM-UNICAMP. O período de estágio no exterior será realizado no Laboratório DynFluid da École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), em Paris, França. Durante o estágio, o Sr. Hamada trabalhará sob a supervisão do Prof. Jean-Christophe Robinet, cuja pesquisa se concentra nas áreas de análise de estabilidade, transição para turbulência e receptividade, incluindo aplicações em escoamentos compressíveis. O projeto também contará com a colaboração do Dr. Carlos Junqueira-Junior, que possui expertise em simulações de alta fidelidade. O Professor Robinet possui ampla experiência em escoamentos compressíveis além de aspectos de teoria de estabilidade linear, incluindo técnicas modais e não modais, estabilidade global, crescimento transiente e análise resolvente. O objetivo principal do presente trabalho é a investigação das características de estabilidade e receptividade de camadas limites turbulentas sobre cascatas de turbinas supersônicas. Este estudo é relevante para o desenvolvimento de sistemas de propulsão de alta velocidade e geração de energia mais eficientes. As configurações de interesse apresentam interações de camada limite e ondas de choque sobre superfícies com curvatura e gradientes de pressão adversos e favoráveis. Os efeitos da curvatura e do gradiente de pressão nas propriedades de estabilidade das camadas limite não são bem compreendidos e este trabalho irá abordar esta lacuna da literatura. Além disso, também investigaremos como os efeitos térmicos na superfície das pás de turbina impactam os processos de receptividade em camadas limites turbulentas supersônicas.