Otimização do perfil aerodinâmico NACA 6412 através do método de enxame de partículas e verificação por métodos computacionais

Abstract

Com o objetivo de obter um novo perfil aerodinâmico com características e eficiência aprimoradas, no presente trabalho é realizada uma otimização computacional do perfil aerodinâmico NACA 6412 através do método de Enxame de Partículas (PSO). Após, é realizada uma análise bidimensional dos perfis original e otimizado, fazendo-se uso do método dos painéis, através do software XFLR5. Os resultados obtidos mostram uma melhoria de 86,14% na relação CL/CD para o perfil otimizado, a uma condição de ângulo de ataque de zero graus. Posteriormente, é efetuada uma simulação por Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) com modelos 3D dos perfis aerodinâmicos com ângulo de ataque de zero graus, onde é verificado um aumento de 32,12% na relação CL/CD. Os resultados da análise com o método dos painéis e com o uso de CFD, mesmo sendo de diferentes magnitudes, indicam o bom desempenho do método por Enxame de Partículas na produção de um perfil aerodinâmico com características aprimoradas e ganhos de performance.

With the aim of obtaining a new airfoil with enhanced characteristics and efficiency, the present work performs a computational optimization of NACA 6412 airfoil by Particle Swarm Optimization method (PSO). Then, a two-dimensional analysis of both original and optimized airfoils is carried out applying a panel method through the XFLR5 software. The results obtained show an 86.14% improvement in CL/CD ratio for the optimized airfoil, at a zero-degree angle of attack. Furthermore, a Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation is executed with 3D models of the airfoils, at a zero-degree angle of attack, where a 32.12% improvement on CL/CD ratio is verified. Both results from the panel method analysis and the CFD simulations, even though they are of different magnitudes, point the good performance of Particle Swarm Optimization in generating an airfoil with enhanced characteristics and performance gains.