Análise de sensibilidade da metodologia híbrida de Navier-Stokes no caso do combustor ORACLES

• Autor(a) principal: Santiago Giménez de Castro
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/01.03.15.23

Neste trabalho, realizamos simulações com modelos Navier Stokes em Médias Parciais (em inglês, Partially Averaged Navier-Stokes, PANS) no caso do escoamento inerte e incompressível através do combustor ORACLES. A metodologia híbrida PANS para modelagem de turbulência têm se revelado uma opção confiável para aplicações em engenharia que carecem do tempo necessário para uma Simulação de Grandes Vórtices (em inglês, Large Eddy Simulations, LES) mas demandam uma previsão melhor de fenômenos transientes do que a oferecida por tradicionais Navier Stokes em Médias de Reynolds Transiente (em inglês, Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes, URANS), funcionando efetivamente como um comprometimento entre a economia de URANS e a precisão de LES. No entanto, a maior parte de seu desenvolvimento têm se focado em melhorar seu desempenho em escoamentos externos ou na expansão de sua aplicabilidade a casos compressíveis. A aplicação do modelo em casos de escoamento interno, como o ORACLES, representa um desafio considerável. Nós realizamos a análise de sensibilidade do modelo com respeito ao refinamento da malha, comprimento do passo temporal e espessura do domínio computacional. No final deste procedimento, obtemos um conjunto de parâmetros ótimos para o caso ORACLES que é consideravelmente menos exigente que os requerimentos típicos para um LES no mesmo caso. A comparação com trabalhos anteriores e a validação com respeito a dados experimentais mostram que PANS tem um grande potencial como modelo econômico, uma vez que os resultados de velocidades e flutuações médias das simulações realizadas neste trabalho são similares aos de LES. Esta configuração ótima e o conhecimento adquirido durante esta investigação constituem um importante primeiro passo rumo à realização de simulações de combustão turbulenta neste caso usando modelos PANS.