Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Farias, Ailson Santiago de
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/7000
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010.
id UNB_0bc31b4d85cd8c531d831556486c4fb2
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/7000
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosasNumerical modelling for turbulent flow over rough sufaceEngenharia mecânicaLeis de paredeDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010.O objetivo deste trabalho é implementar e validar uma metodologia numérica, baseada no modelo κ - ϵ de turbulência complementado por leis de parede, capaz de simular escoamentos sobre superfícies rugosas. Os resultados numéricos obtidos são confrontados com os dados experimentais obtidos por Loureiro et al (2007) e Loureiro (2008) em canal de água. A simulação numérica é desenvolvida utilizando um código de pesquisa para escoamentos turbulentos bidimensionais baseado no método de elementos finitos. O modelo de turbulência adotado é o κ - ϵ de Jones e Launder (1972), associado ao uso de leis de parede de velocidade. A discretização espacial é feita por elementos finitos dos tipos P1 e P1/isoP2 e a discretização temporal é implementada por meio do esquema seqüencial semi-implícito de diferenças finitas. O acoplamento pressão-velocidade é resolvido numericamente por meio de uma variação do algoritmo de Uzawa. As flutuações numéricas, resultantes do tratamento simétrico dado aos fluxos convectivos pelo método de Galerkin, são filtradas por um método de dissipação de resíduos, proposto por Hughes e Brooks (1979) e Kelly et al (1980) e implementada por Brun (1988). As demais não-linearidades oriundas do emprego explícito das leis de parede são tratadas por meio do método de mínimos resíduos, proposto por Fontoura Rodrigues (1990). Os resultados numéricos obtidos com leis de parede desenvolvidas para superfícies rugosas são confrontados com dados experimentais e com resultados numéricos obtidos com leis de parede convencionais, de maneira a evidenciar as características, vantagens e custo computacional da metodologia numérica implementada para superfícies rugosas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe main goal of this work is to implement a numerical methodology, based on κ - ϵ model and laws of wall, capable to simulate turbulent flows over rough surfaces. The numerical results are compared with experimental data obtained by Loureiro et al (2007) and Loureiro (2008) in a water channel. The numerical simulation is done using a research code developed for bi-dimensional turbulent flows based on finite elements method. The turbulence model adopted is the κ - ϵ by Jones and Launder (1972), associated with the laws of wall. The spatial dicretization is done by finite elements P1 and P1/isoP2 and the temporal discretization is implemented by a semi-implicit scheme of finite difference method. The coupling pressure-velocity is done using a variation of Uzawa’s algorithmic. The numerical noises, originated by the symmetric treatment used by Galerkin method to the convective fluxes, are treated using the balance dissipation method proposed by Hughes e Brooks (1979) and Kelly et al (1980) and implemented by Brun (1988). The remaining non-linearities, due to laws of wall, are treated by minimal residual method, proposed by Fontoura Rodrigues (1990). The numerical results obtained using the rough and smooth wall laws are compared to each other, in order to show the characteristics, advantages and computational effort of the numerical methodology used in the rough wall laws relations.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasRodrigues, José Luiz Alves da FontouraFarias, Ailson Santiago de2011-03-03T13:25:31Z2011-03-03T13:25:31Z2011-03-032010-03-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFARIAS, Ailson Santiago de. Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas. 2010. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)-Universidade de Brasília, Brasília, 2010.http://repositorio.unb.br/handle/10482/7000info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:40:53Zoai:repositorio.unb.br:10482/7000Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:40:53Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
Numerical modelling for turbulent flow over rough suface
title Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
spellingShingle Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
Farias, Ailson Santiago de
Engenharia mecânica
Leis de parede
title_short Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
title_full Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
title_fullStr Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
title_full_unstemmed Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
title_sort Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas
author Farias, Ailson Santiago de
author_facet Farias, Ailson Santiago de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Rodrigues, José Luiz Alves da Fontoura
dc.contributor.author.fl_str_mv Farias, Ailson Santiago de
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Leis de parede
topic Engenharia mecânica
Leis de parede
description Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010.
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010-03-26
2011-03-03T13:25:31Z
2011-03-03T13:25:31Z
2011-03-03
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FARIAS, Ailson Santiago de. Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas. 2010. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)-Universidade de Brasília, Brasília, 2010.
http://repositorio.unb.br/handle/10482/7000
identifier_str_mv FARIAS, Ailson Santiago de. Modelagem numérica de escoamento turbulento sobre superfícies rugosas. 2010. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)-Universidade de Brasília, Brasília, 2010.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/7000
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1814508176442130432

Registros relacionados