Análise e modelagem do transporte do tensor de Reynolds utilizando decomposições tensoriais

• Autor(a) principal: Cruz, Matheus Altomare
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/1790
• topic: Turbulência; Simulação numérica direta; Equações médias; Tensor de Reynolds; Turbulência; Simulação numérica; Tensor de Reynolds; Turbulence; Direct numerical simulation; Mean equations; Reynolds stress

A modelagem dos escoamentos turbulentos é de vital importância para vários setores da indústria. Justificando-se assim o desenvolvimento e aprimoramento de modelos que melhor os descrevam, com o menor custo computacional possível. O método de análise mais preciso é a simulação direta numérica, DNS. Este gera os resultados mais acurados, porém com custo computacional altíssimo. Os campos estatísticos oriundos de tais simulações de alto nível servem de base de dados para o desenvolvimento de modelos menos custosos. Estes modelos resolvem os campos médios, e são conhecidos como modelos RANS. Comparados aos DNS, os modelos RANS são significantemente menos computacionalmente custosos. Fazendo com que estes sejam mais atrativos às industrias, uma vez que estas necessitam de respostas rápidas. A modelagem das equações médias corresponde em descrever a entidade tensorial que surge na equação de transporte de momento linear médio. Existem várias abordagens, onde a mais famosa são os métodos que evocam a hipótese de Boussinesq. Trata-se de uma descrição explícita do tensor de Reynolds. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de modelos para a equação de transporte do tensor de Reynolds. Usando, para isso, dados vindos de DNS. Lança-se mão da teoria de decomposições tensoriais desenvolvidas por Thompson (2008). Dos oito modelos propostos no presente trabalho, dois obtiveram destaque ao descreverem a parte que necessita de modelagem da equação de transporte do tensor de Reynolds. Apresentando erros entre 10¡5% e 10¡15% em praticamente todo o domínio. Os coeficientes dos modelos em questão, mudam de comportamento dependendo da subcamada em que se encontram