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Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
O expoente k est relacionado com o ngulo
do bordo de fuga, , atravs de
k=2 corresponde transformao de Joukowski
( )
== 22 kk
( ) ( )( ) ( )
k
kk
kk
b
b
kbz
kbz
bb
bbkbz
+
=
+
+
++=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
k=2 corresponde a uma linha de corrente divisria que sai com continuidade tangencial. O bordo de fuga no um ponto de estagnao
( ) ( )( ) ( )
k
kk
kk
b
b
kbz
kbz
bb
bbkbz
+
=
+
+
++=
0=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
k=1,95 corresponde a uma linha de corrente
divisria que faz um ngulo inferior a .O bordo de fuga um ponto de estagnao
( ) ( )( ) ( )
k
kk
kk
b
b
kbz
kbz
bb
bbkbz
+
=
+
+
++=
o9=
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
y
x
kb-kb
1. Cilindro centrado na origem do referencial
b
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
bck 9,3,95,1 ==
( ) ( )( ) ( )kk
kk
bb
bbkbz
+
++=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
y
x
kb-kb
2. Cilindro centrado no eixo imaginrio
b
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
bck 9,3,95,1 ==
( ) ( )( ) ( )kk
kk
bb
bbkbz
+
++=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
y
x
kb-kb-
b
3. Cilindro centrado no eixo real negativo
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
+== bck 9,3,95,1
( ) kkk
kb
+=
1
2
( ) ( )( ) ( )kk
kk
bb
bbkbz
+
++=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
y
x
kb-kb-
4. Cilindro centrado no 2 quadrante
b
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
+== bck 9,3,95,1
( ) kkk
kb
+=
1
2
( ) ( )( ) ( )kk
kk
bb
bbkbz
+
++=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
x/c
-Cp
0 0.25 0.5 0.75 1-1
-0.75
-0.5
-0.25
0
0.25
0.5
0.75
1
Extradorso, =3o
Intradorso, =3o
Extradorso, =10o
Intradorso, =10o
1. Cilindro centrado na origem do referencial
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
2
21
=V
ppC p r
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
x/c
-Cp
0 0.25 0.5 0.75 1-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Extradorso, =0o
Intradorso, =0o
Extradorso, =10o
Intradorso, =10o
Extradorso, =-10o
Intradorso, =-10o
2. Cilindro centrado no eixo imaginrio
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
2
21
=V
ppC p r
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
x/c
-Cp
0 0.25 0.5 0.75 1-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Extradorso, =0o
Intradorso, =0o
Extradorso, =10o
Intradorso, =10o
3. Cilindro centrado no eixo real negativo
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
2
21
=V
ppC p r
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
x/c
-Cp
0 0.25 0.5 0.75 1-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Extradorso, =0o
Intradorso, =0o
Extradorso, =10o
Intradorso, =10o
Extradorso, =-10o
Intradorso, =-10o
4. Cilindro centrado no 2 quadrante
Perfis SustentadoresPerfis de Krmn-Treftz
2
21
=V
ppC p r
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
A transformao de Joukowski pode ser considerada como um caso particular da transformao
Na transformao de Joukowski temos:
=
+=1n
n
naz
2para021 == naba n
Perfis SustentadoresGeneralizao da transformao conforme
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
No caso geral os coeficientes an so complexos
A transformao generalizada permite obter qualquer perfil sustentador a partir de um cilindro circular
=
+=1n
n
naz
Perfis SustentadoresGeneralizao da transformao conforme
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
O coeficiente de sustentao, Cl, de um perfilsustentador em escoamento irrotacional e incompressvel a pequenos ngulos de ataque dado por
Para um perfil de Joukowski
=
+=1n
n
naz
( ) +
+=
c
daC tl 12
77,0ta
Perfis SustentadoresGeneralizao da transformao conforme
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresMomento de Picada em torno do centro do perfil
[ ]
i0 2i2
+
= eU
QM
Para um perfil sustentador Q=0
[ ] i0 2i = eUM o coeficiente do termo z-2 da velocidadecomplexa a grandes distncias do perfil
Admitindo que o coeficiente a1 dado por
i2i1 eVaeVa
=
rr
2i21
= eba
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresMomento de Picada em torno do centro do perfil
Para pequenos valores de tem-se
Admitindo uma corda
( )
+=
2
21 2
2
cV
MC cM c r
bc 4
( ) + 2
24 VbM cr
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Os perfis NACA foram desenvolvidos a partir de 1933 pelo National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), hoje em dia denominado National Aeronautics and Space Administration (NASA).
Os perfis NACA so construdos adicionando uma distribuio de espessura na direco normal ao esqueleto e encontram-se divididos em vrias sries.
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 4 dgitos, NACA ABCD
A Flecha relativa em percentagem, f/c
B Coordenada da flecha mxima, xm, dada por 10xm/c
CD Espessura relativa em percentagem, d/c
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 4 dgitos, NACA ABCD
- Distribuio de espessura
- Esqueleto
2 arcos de parbola concordantes no ponto de flecha mxima, cuja abcissa xm
( )432 1015.02843,03516,0126,02969,02,0
xxxxxd
y +=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 4 dgitos, NACA ABCD
- Distribuio de espessura
- Esqueleto
( )
( )( )( )
=>+
=
=
10211
1
1002
2
2
Bxxxxxx
x
f
Afxxxxx
x
f
y
mmmm
m
mm
m
m
( )432 1015.02843,03516,0126,02969,02,0
xxxxxd
y +=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 4 dgitos
- NACA 0012
Perfil simtrico com 12% de espessura relativa
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Srie de 4 dgitos
- NACA 4412
Perfil com uma flecha relativa de 4% localizadaem xm=0.4c (40% do bordo de ataque) e com12% de espessura relativa
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 5 dgitos, NACA ABCDE
A Valor aproximado de
BC Coordenada da flecha mxima, xm, dada por 200xm/c
DE Espessura relativa em percentagem, d/c
o coeficiente de sustentao de projecto
( )projl
C103
2
( )projl
C
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 5 dgitos, NACA ABCDE
- Distribuio de espessura idntica srie 4
- Esqueleto
2 polinmios que definem uma curvatura decrescente desde o bordo de ataque, sendouma recta a partir dum ponto ligeiramente direita do ponto de flecha mxima, cuja abcissa xm
( )432 1015.02843,03516,0126,02969,02,0
xxxxxd
y +=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 5 dgitos, NACA ABCDE
- Distribuio de espessura
- Esqueleto
( )( )
( )
>
+
=
mxxmk
mxxmmmxxk
y
m
m
16
1
336
1
3
1
223
1
( )432 1015.02843,03516,0126,02969,02,0
xxxxxd
y +=
Aerodinmica
Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica
Perfis SustentadoresPerfis NACA
Srie de 5 dgitos, NACA ABCDE
- EsqueletoValores de
Designao
210 0,05 0,0580 361,4
220 0,10 0,1260 51,64
230 0,15 0,2025 15,957
240 0,20 0.2900 6,643
250 0,25 0,3910 3,230
m1km
x
( ) 3,0parae,1 =projlm Cxmk
Aerodin