Análise de estabilidade linear convectiva e absoluta 2D e 3D em meios porosos com gradiente de temperatura inclinado e escoamento vertical e horizontal

• Autor(a) principal: Nunes, Mateus Sanglard Schuabb
• Data de Publicação: 2018
• 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/1/7021
• topic: Análise de estabilidade linear; Instabilidade absoluta e convectiva; Meios porosos; Gradiente de temperatura inclinado; Mecânica dos fluídos (Engenharia); Conservação de energia; Transferência de calor; Linear stability analysis; Abolute and convectiva instability; Porous medium; Inclined temperature gradient

Problemas de convecção em meios porosos são de importância prática considerável devido a uma grande variedade de aplicações, como, por exemplo, aplicação biológica, geofísica, ambiental e nas engenharias. Por causa disso, no presente trabalho foi feita uma análise de estabilidade linear convectiva e absoluta bi e tridimensional em um meio poroso saturado, onde além de um gradiente de temperatura inclinado, há também escoamento vertical e horizontal. Os parâmetros adimensionais relevantes são Péclet (Qv), Rayleigh horizontal (Rh) e Rayleigh vertical (Rv), onde este é o parâmetro de controle. O método numérico utilizado para a obtençao dos valores críticos foi o método do tiro. Os resultados encontrados foram comparados com os presentes na literatura para a verificação da metodologia utilizada. Observou-se que alguns resultados da análise absoluta 2D presentes na literatura estavam errados. Os resultados das análises bi e tridimensional mostrou que a transição para a instabilidade é de caráter 3D, sendo os números de onda na direção x e y iguais a zero e diferente de zero, respectivamente, implicando que os rolos de convecção são longitudinais, paralelos ao escoamento horizontal. Um efeito de estabilização foi observado com o aumento tanto do gradiente de temperatura horizontal quanto da velocidade vertical. Além das verificações, foi obtidos os valores críticos para iminência da instabilidade absoluta tridimensional que não estão presentes na literatura. A natureza da transição para a instabilidade depende se o produto Rh.Qv é nulo ou não, se Rh.Qv Æ 0, a desestabilização é absolutamente instável, senão, é convectivamente