Termografia Aplicada à Visualização de Transição de Camada Limite em Aerofólios

Resumo

A indústria aeronáutica tem grande interesse no estudo dos fluxos aerodinâmicos laminares, uma vez que produzem força de arrasto reduzida, resultando em economia de combustível nas aeronaves. Esse tipo escoamento em torno de superfícies aerodinâmicas e sua transição a turbulento torna-se, portanto, importante para o projeto aeronáutico e validação de modelos de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD). No entanto, tal determinação apresenta dificuldades experimentais, muitas vezes relacionadas com métodos invasivos, que podem influenciar a camada limite do escoamento na superfície, tornando os dados não-representativos. Este artigo apresenta uma metodologia para determinar a transição da camada limite de laminar a turbulento usando câmeras de imageamento infravermelho de alta sensibilidade. Este método baseia-se no fato de que uma diferença de temperatura na superfície do perfil aerodinâmico sob escoamento laminar e turbulento é induzida por uma diferença na troca de calor entre os dois regimes: a troca de calor é maior em escoamentos turbulentos e pode ser detectada por estas câmeras. A principal vantagem deste método está no fato de que é não-invasivo e, portanto, fornece dados experimentais mais consistentes a fim de validar modelos teóricos com melhor precisão. O trabalho baseia-se em uma apresentação teórica dos conceitos aplicados e ensaios em túnel de vento conduzidos no Laboratório de Aerodinâmica da Escola de Engenharia de São Carlos - USP, por membros desta instituição, em conjunto com pesquisadores da Bombardier Aviation e Universidade Federal de São Carlos - UFSCar.