Estudo numérico do efeito no escoamento da porosidade de uma rede à saída de um divergente numa conduta de secção retangular

• Autor(a) principal: Marques, Gonçalo Estorninho
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/105186
• topic: Túnel aerodinâmico; divergente; rede; CFD; UDF; zona de recirculação; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

O Laboratório de Mecânica de Fluidos e Termodinâmica Aplicada (LMFTA) possui um túnel aerodinâmico de grandes dimensões. Contudo devido ao seus elevados custos e cuidados necessários, não está disponível para o uso por parte dos estudantes de forma não supervisionada. Assim, pretende-se construir um túnel aerodinâmico de pequenas dimensões que possa ser utilizado em projetos e trabalhos laboratoriais. Esta dissertação vem dar seguimento ao projeto, iniciado anteriormente. Para este estudo o objetivo principal foi perceber o efeito que a porosidade de uma rede à saída do divergente, que se pretende implementar no túnel em construção, tem no escoamento, recorrendo-se à ferramenta de CFD ANSYS FLUENT. Com a utilização de uma rede à saída de um divergente pretende-se que esta cause uma queda de pressão de maneira a evitar a separação da camada limite no divergente. Começou-se por simular o domínio sem a rede e depois recorrendo às User Defined Functions (UDF) simulou-se o domínio para três redes. Através das UDF implementou-se a perda de carga para três coeficientes de queda de pressão diferentes (0,8, 1,5 e 3,0) bem como os fatores multiplicativos impostos à energia cinética turbulenta e à taxa de dissipação turbulenta, de forma a simular os efeitos na turbulência a jusante da rede. Ainda de forma a perceber os efeitos do divergente possuir uma variação do tipo de secção transversal, comparou-se com um caso em que essa variação não existiu. Os resultados permitem concluir que a utilização das redes neste caso tem um efeito dissipador da zona de recirculação existente. Contudo não são capazes de a eliminar por completo. Em relação ao escoamento a jusante do divergente, os resultados demonstram que as redes com K=0.8 e K=1.5 tornam o escoamento mais torcido do que a rede com K=3.0, numa região mais próxima da rede. Relativamente ao caso de comparação, é demonstrado que a variação do tipo de secção transversal causa uma maior perturbação do escoamento.