Recently, the wavy leading edge airfoils, inspired by the humpback whale´s flipper, have been investigated, as flow control mechanisms, at low Reynolds numbers in order to improve aerodynamic performance in this particular flow regime. The overall aim of this work is to investigate the airfoil geometric effects on wavy leading edge phenomena in the low Reynolds number regime. Experimental investigations were carried out correlating force measurements with mini-tuft and oil visualizations in order to understand the airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena. Three sets of airfoil thickness were tested (NACA 0012, NACA 0020 and NACA 0030), each set consisting of smooth plus three wavy configurations (A=0.11c, ?=0.40c; A=0.03c, ?=0.40c and A=0.03c, ?=0.11c); Reynolds number was varied between 50,000 and 290,000. The results present many findings that were not possible in previous studies due the fact that these investigations were constrained to specific geometries and/or flow conditions. At higher Reynolds number, the decrease in airfoil thickness leads the airfoils to leading edge stall characteristics causing the lowest aerodynamic deterioration for the thinnest wavy airfoil as compared to smooth configuration in the pre-stall regime. In addition, the results show impressive tubercle performance in the lowest Reynolds number. For any tubercle geometry and airfoil thickness, the wavy leading edge airfoils present higher maximum lift values as compared to smooth configurations showing an unprecedented increase in performance for a full-span model tested in the literature. The flow visualizations present two flow mechanisms triggered by secondary flow: three-dimensional laminar separation bubbles and vortical structures. Regarding three-dimensional laminar bubbles, the results confirm some of the few previous experimental and numerical studies, and presents for the first time these structures as a very efficient flow control mechanism in the post-stall regime justifying the impressive increase in maximum lift in the lowest Reynolds number. Besides that, two characteristics of laminar bubbles, \"tipped-bubbles\" and \"elongated-bubbles\", are identified with different effects in the pre-stall regime. This thesis presents higher tubercle performance for thinner airfoils (NACA 0012) and/or lower Reynolds number conditions (Re=50,000) showing clearly that an optimum performance lead the \"tubercles\" to operate under conditions of leading edge flow separation conditions. Therefore, a design space for tubercles conducted to leading edge stall characteristics confirming the hypothesis of Stanway (2008) eight years before. / Recentemente, aerofólios com bordo de ataque ondulados, inspirados na nadadeira da baleia jubarte, tem sido investigados como mecanismo de controle de escoamento para baixo número de Reynolds com a finalidade de se aumentar o desempenho aerodinâmico neste específico regime de escoamento. O objetivo geral deste trabalho é investigar os efeitos geométricos do aerofólio nos fenômenos do bordo de ataque ondulado na condição de baixo número de Reynolds. Investigações experimentais foram realizadas correlacionando medições de forças com visualizações de lã e óleo a fim de compreender os efeitos da espessura do aerofólio sobre os fenômenos de bordo de ataque ondulado. Três conjuntos de espessura de aerofólios foram testados (NACA 0012, NACA 0020 e NACA 0030) na faixa de número de Reynolds entre 50,000 e 290,000, onde cada conjunto tem um aerofólio liso e três ondulados (A = 0.11c, ? = 0.40c; A = 0.03c, ? = 0.40c e A = 0.03c, 0.11c ? =0.11c). O dados experimentais mostram importantes resultados que não foram possíveis em estudos anteriores devido às investigações serem restritas à geometria ou/e condição de escoamento específicas. O resultados de medida de força mostram que a diminuição da espessura do aerofólio conduz às características de separação de escoamento de bordo de ataque que causam menor deterioração aerodinâmica nos aerofólios ondulados finos quando comparados aos lisos no regime de pré-stall. Além disso, os resultados mostram um desempenho destacado do bordo de ataque ondulado para condição de menor número de Reynolds. Em quaisquer espessuras de aerofólio, os bordos ondulados apresentam valores de sustentação máxima maiores quando comparado aos aerofólios lisos mostrando assim resultado inédito na literatura para modelos ondulados bi-dimensionais. As visualizações de óleo evidenciaram dois mecanismos de controle de escoamento desencadeadas pelo escoamento secundário: bolhas de separação laminar tridimensionais e estruturas vorticais. Os resultados confirmam alguns poucos estudos experimentais e numéricos anteriores relacionadas com bolhas tridimensionais, e apresenta pela primeira vez estas estruturas como um mecanismo muito eficiente de controle de escoamento em regime de pós-stall justificando o aumento de máxima sustentação para o menor número de Reynolds. Adicionalmente, foram identificadas duas estruturas de bolhas tridimensionais nomeados aqui como \"bolhas com pontas\" e \"bolhas alongadas\" que causam distintos efeitos no regime de pré-stall. Esta tese apresenta como resultado maior desempenho para aerofólios ondulados com menor espessura (NACA 0012) e/ou para condições de menor número de Reynolds (Re=50,000)mostrando claramente que estas características levam as ondulações a operarem em condições de stall de bordo de ataque assim tendo um desempenho superior. Portanto, um espaço de projeto para tubérculos conduz às características de stall de bordo de ataque confirmando a suposição de Stanway (2008) oitos anos antes.

Recently, the wavy leading edge airfoils, inspired by the humpback whale´s flipper, have been investigated, as flow control mechanisms, at low Reynolds numbers in order to improve aerodynamic performance in this particular flow regime. The overall aim of this work is to investigate the airfoil geometric effects on wavy leading edge phenomena in the low Reynolds number regime. Experimental investigations were carried out correlating force measurements with mini-tuft and oil visualizations in order to understand the airfoil thickness effects on wavy leading edge phenomena. Three sets of airfoil thickness were tested (NACA 0012, NACA 0020 and NACA 0030), each set consisting of smooth plus three wavy configurations (A=0.11c, ?=0.40c; A=0.03c, ?=0.40c and A=0.03c, ?=0.11c); Reynolds number was varied between 50,000 and 290,000. The results present many findings that were not possible in previous studies due the fact that these investigations were constrained to specific geometries and/or flow conditions. At higher Reynolds number, the decrease in airfoil thickness leads the airfoils to leading edge stall characteristics causing the lowest aerodynamic deterioration for the thinnest wavy airfoil as compared to smooth configuration in the pre-stall regime. In addition, the results show impressive tubercle performance in the lowest Reynolds number. For any tubercle geometry and airfoil thickness, the wavy leading edge airfoils present higher maximum lift values as compared to smooth configurations showing an unprecedented increase in performance for a full-span model tested in the literature. The flow visualizations present two flow mechanisms triggered by secondary flow: three-dimensional laminar separation bubbles and vortical structures. Regarding three-dimensional laminar bubbles, the results confirm some of the few previous experimental and numerical studies, and presents for the first time these structures as a very efficient flow control mechanism in the post-stall regime justifying the impressive increase in maximum lift in the lowest Reynolds number. Besides that, two characteristics of laminar bubbles, \"tipped-bubbles\" and \"elongated-bubbles\", are identified with different effects in the pre-stall regime. This thesis presents higher tubercle performance for thinner airfoils (NACA 0012) and/or lower Reynolds number conditions (Re=50,000) showing clearly that an optimum performance lead the \"tubercles\" to operate under conditions of leading edge flow separation conditions. Therefore, a design space for tubercles conducted to leading edge stall characteristics confirming the hypothesis of Stanway (2008) eight years before. / Recentemente, aerofólios com bordo de ataque ondulados, inspirados na nadadeira da baleia jubarte, tem sido investigados como mecanismo de controle de escoamento para baixo número de Reynolds com a finalidade de se aumentar o desempenho aerodinâmico neste específico regime de escoamento. O objetivo geral deste trabalho é investigar os efeitos geométricos do aerofólio nos fenômenos do bordo de ataque ondulado na condição de baixo número de Reynolds. Investigações experimentais foram realizadas correlacionando medições de forças com visualizações de lã e óleo a fim de compreender os efeitos da espessura do aerofólio sobre os fenômenos de bordo de ataque ondulado. Três conjuntos de espessura de aerofólios foram testados (NACA 0012, NACA 0020 e NACA 0030) na faixa de número de Reynolds entre 50,000 e 290,000, onde cada conjunto tem um aerofólio liso e três ondulados (A = 0.11c, ? = 0.40c; A = 0.03c, ? = 0.40c e A = 0.03c, 0.11c ? =0.11c). O dados experimentais mostram importantes resultados que não foram possíveis em estudos anteriores devido às investigações serem restritas à geometria ou/e condição de escoamento específicas. O resultados de medida de força mostram que a diminuição da espessura do aerofólio conduz às características de separação de escoamento de bordo de ataque que causam menor deterioração aerodinâmica nos aerofólios ondulados finos quando comparados aos lisos no regime de pré-stall. Além disso, os resultados mostram um desempenho destacado do bordo de ataque ondulado para condição de menor número de Reynolds. Em quaisquer espessuras de aerofólio, os bordos ondulados apresentam valores de sustentação máxima maiores quando comparado aos aerofólios lisos mostrando assim resultado inédito na literatura para modelos ondulados bi-dimensionais. As visualizações de óleo evidenciaram dois mecanismos de controle de escoamento desencadeadas pelo escoamento secundário: bolhas de separação laminar tridimensionais e estruturas vorticais. Os resultados confirmam alguns poucos estudos experimentais e numéricos anteriores relacionadas com bolhas tridimensionais, e apresenta pela primeira vez estas estruturas como um mecanismo muito eficiente de controle de escoamento em regime de pós-stall justificando o aumento de máxima sustentação para o menor número de Reynolds. Adicionalmente, foram identificadas duas estruturas de bolhas tridimensionais nomeados aqui como \"bolhas com pontas\" e \"bolhas alongadas\" que causam distintos efeitos no regime de pré-stall. Esta tese apresenta como resultado maior desempenho para aerofólios ondulados com menor espessura (NACA 0012) e/ou para condições de menor número de Reynolds (Re=50,000)mostrando claramente que estas características levam as ondulações a operarem em condições de stall de bordo de ataque assim tendo um desempenho superior. Portanto, um espaço de projeto para tubérculos conduz às características de stall de bordo de ataque confirmando a suposição de Stanway (2008) oitos anos antes.

Estudos de literatura científica mostram que desenvolver produtos confortáveis não é algo trivial. No entanto, o conforto é um aspecto importante a ser considerado para valorizar e diferenciar linhas aéreas e produtos do setor automotivo. O objetivo inicial desta pesquisa era verificar a influência de acessórios e dispositivos de ajustes nos níveis de conforto e desconforto de passageiros em cabines de aviões. No entanto, com o amadurecimento dos métodos, dos protocolos e das ferramentas desta pesquisa, verificou-se que a metodologia proposta, além de ter utilidade para levantar as necessidades dos usuários, no design de cabines para passageiros, pode ser útil para a sensibilização de projetistas, ao integrar o Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP). Desta forma, o método criado a partir de conhecimentos das Ciências Sociais e Etnografia, com técnicas da Observação Participante e da Análise Ergonômica da Atividade, mostrou-se uma poderosa ferramenta para capacitação e sensibilização de projetistas, arquitetos, engenheiros e designers, para promover a inovação no projeto de ambientes e objetos. Portanto, esta tese discute a importância das atividades dos usuários no desenvolvimento de projetos, para permitir que projetistas possam criar soluções que vão mais além do que é sugerido e estabelecido por parâmetros apresentados em normas técnicas e legislação. Assim, apresenta-se aqui uma nova proposta metodológica para o Design de Produtos e Ambientes dedicados a Passageiros e Viajantes, de uma forma mais ampla, que favoreça a experiência em mobilidade. / Scientific studies show that the development of comfortable products is not trivial. However, comfort is an important aspect to be considered to enhance and distinguish airlines and automotive products and services. The initial objective of this research was to verify the influence of accessories and adjustable devices in passengers comfort and discomfort in aircraft cabins. However, with the maturation of the methods, protocols and tools from this research, it become clear that the proposed methodology, besides being useful to assess users\' needs for designing passengers cabins, may be also useful for sensitization designers by integrating the Product Development Process (PDP). Thus, the method created from Social Sciences and Ethnography knowledge, with participant observations\' techniques and Ergonomics\' Activity Analysis, proved to be a powerful tool for training and sensitization designers, architects, engineers and designers, to promote innovation in interiors and objects design. Therefore, this thesis discusses the importance of users\' activities on the development of projects, to empower designers in creating of solutions that go beyond what is suggested and established by parameters of technical legislation and standards. Thus, we present here a new methodological proposal for products and interiors design for passengers and travelers, in a wide focus, that favors experience in mobility.

Estudos de literatura científica mostram que desenvolver produtos confortáveis não é algo trivial. No entanto, o conforto é um aspecto importante a ser considerado para valorizar e diferenciar linhas aéreas e produtos do setor automotivo. O objetivo inicial desta pesquisa era verificar a influência de acessórios e dispositivos de ajustes nos níveis de conforto e desconforto de passageiros em cabines de aviões. No entanto, com o amadurecimento dos métodos, dos protocolos e das ferramentas desta pesquisa, verificou-se que a metodologia proposta, além de ter utilidade para levantar as necessidades dos usuários, no design de cabines para passageiros, pode ser útil para a sensibilização de projetistas, ao integrar o Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP). Desta forma, o método criado a partir de conhecimentos das Ciências Sociais e Etnografia, com técnicas da Observação Participante e da Análise Ergonômica da Atividade, mostrou-se uma poderosa ferramenta para capacitação e sensibilização de projetistas, arquitetos, engenheiros e designers, para promover a inovação no projeto de ambientes e objetos. Portanto, esta tese discute a importância das atividades dos usuários no desenvolvimento de projetos, para permitir que projetistas possam criar soluções que vão mais além do que é sugerido e estabelecido por parâmetros apresentados em normas técnicas e legislação. Assim, apresenta-se aqui uma nova proposta metodológica para o Design de Produtos e Ambientes dedicados a Passageiros e Viajantes, de uma forma mais ampla, que favoreça a experiência em mobilidade. / Scientific studies show that the development of comfortable products is not trivial. However, comfort is an important aspect to be considered to enhance and distinguish airlines and automotive products and services. The initial objective of this research was to verify the influence of accessories and adjustable devices in passengers comfort and discomfort in aircraft cabins. However, with the maturation of the methods, protocols and tools from this research, it become clear that the proposed methodology, besides being useful to assess users\' needs for designing passengers cabins, may be also useful for sensitization designers by integrating the Product Development Process (PDP). Thus, the method created from Social Sciences and Ethnography knowledge, with participant observations\' techniques and Ergonomics\' Activity Analysis, proved to be a powerful tool for training and sensitization designers, architects, engineers and designers, to promote innovation in interiors and objects design. Therefore, this thesis discusses the importance of users\' activities on the development of projects, to empower designers in creating of solutions that go beyond what is suggested and established by parameters of technical legislation and standards. Thus, we present here a new methodological proposal for products and interiors design for passengers and travelers, in a wide focus, that favors experience in mobility.