ESTUDOS de Escoamentos Turbulentos Completamente Desenvolvidos em Canais Via Simulação Numérica Direta Processada em um Simulador Comercial

Nome: Marcelo Almeida Azeredo
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 30/03/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Rogério Ramos Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Edson Jose Soares Examinador Interno
Gilmar Mompean Examinador Externo
Rogério Ramos Orientador

Resumo: O estudo do escoamento turbulento é de fundamental importância, pois tal fenômeno está presente em uma grande variedade de processos da engenharia, como transporte de fluido por dutos, medição de vazão, combustão, entre outros. Diante disso, realizou-se um estudo do escoamento turbulento completamente desenvolvido (onde 𝑅𝑒𝜏 = 180 - número de Reynolds baseado na velocidade de fricção) em canais. Considerando um fluido newtoniano, incompressível e em condição isotérmica. A análise foi realizada por meio da técnica de Simulação Numérica Direta (em inglês, Direct Numerical Simulation - DNS) aplicada através do simulador comercial ANSYS Fluent que é baseado no Método de Volumes Finitos. Avaliou-se diferentes tipos de geometrias, malhas, condições de contorno e campos iniciais de velocidade e pressão para o problema. A partir dos resultados obtidos nas simulações foram calculadas estatísticas da turbulência, como a velocidade média e intensidade turbulenta do escoamento. A fim de avaliar a capacidade do software no desenvolvimento desse tipo de simulação, os resultados foram comparados com dados consolidados de outra DNS. Além disso, uma breve comparação da DNS com o modelo de turbulência k-Ꜫ é apresentada. Os resultados reproduzem características do fenômeno estudado, como aleatoriedade das componentes da velocidade e simetria dos perfis de velocidade média e intensidade turbulenta. O estudo valida a utilização de Simulação Numérica Direta a partir do software ANSYS Fluent, considerando os desvios em relação às referências adotadas.

Palavras-chave: Simulação Numérica Direta. DNS. Turbulência. Dinâmica dos fluidos computacional

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