Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vergel, Jose Luis Gomez, 1985-
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948
Resumo: Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis
id UNICAMP-30_80b7721924d32051d9e4c53dd071b795
oai_identifier_str oai::905012
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadasInvestigation on the influence of computational mesh, turbulence models and numerical aspects of CFD modeling in PBT impellers using non-structured meshesMistura (Quimica)Fluidodinâmica computacionalDinâmica dos fluidosTanques de armazenamentoEscoamento turbulentoMixture (Chemistry)Computational fluid dynamics (CFD)Fluid dynamics,Storage tanksTurbulent flowOrientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas SpogisDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: O uso de malhas não estruturadas recentemente tem recebido uma considerável atenção para discretização do domínio computacional em simulações CFD (Vakili & Esfahany, 2009; Cabrales, et al., 2011). A malha não estruturada (comumente tetraédricas) permite uma adequada adaptação em geometrias irregulares e uma geração automática na maioria dos softwares comerciais em CFD. Na literatura constantemente tem sido sugerido que as malhas hexaédricas são preferidas as tetraédricas, porém esta última pode ser usada, desde que alguns cuidados sejam tomados para proporcionar uma boa representação do fenômeno físico do problema. Alguns trabalhos recentemente publicados mostram que as malhas tetraédricas quando utilizadas com cuidado, podem obter resultados satisfatórios (Spogis & Nunhez, 2009). A maioria dos trabalhos desenvolvidos com uso da simulação CFD para processos de mistura utilizam malha hexaédrica, enquanto os resultados obtidos com malhas tetraédricas não possuem a mesma aprovação (Joaquim Junior et al., 2007), parte deste trabalho esta focado em mostrar que elas podem fornecer bons resultados em simulações de processos de mistura. Outro objetivo desse trabalho é mostrar o efeito do refinamento em malhas tetraédricas. Investigou-se a influência dos elementos prismáticos perto da parede sobre parâmetros globais, tais como o número de potência e número de bombeamento. Foi também realizada uma análise inicial da sensibilidade de alguns modelos de turbulência e esquemas de discretização sobre o campo de fluxo produzido. Além disso, simulações com diferentes refinamentos de malha foram feitas usando a abordagem de múltiplos sistemas de referência (MFR); enquanto em outros casos foi proporcionada uma abordagem de malhas deslizantes (SG) no impelidor. Os esquemas de discretização foram limitados aos esquemas Upwind, High resolution e blend fator, uma vez que esquemas diferentes não funcionam adequadamente com elementos tetraédricos. O software comercial de CFD CFX 14.0 foi utilizado para simular os resultados. Um impelidor de pás inclinadas (PBT 45°, com bombeamento para baixo) foi simulado em regime turbulento. Os resultados obtidos pelas simulações CFD para o número de potência e bombeamento, e perfil da componente axial da velocidade são discutidos e comparados com dados experimentais (Machado et al. et al., 2011). A velocidade foi medida usando a técnica PIV (Particle Image Velocimetry). Uma significativa influencia foi observada em alguns parâmetros na determinação de importantes variáveis nos processos de mistura. De forma geral, a predição do perfil da velocidade é influenciada, de alguma forma, pela resolução da malha, pelo modelo de turbulência e pelo esquema de discretizaçãoAbstract: The use of non-structured meshes has received recently considerable attention for discretization of the computational domain in CFD simulations (Vakili & Esfahany, 2009; Cabrales et al., 2011). The non-structured meshes (the most common are tetrahedral) allow adequate adaptation of irregular geometries and easy use of automated algorithms for mesh generation in most commercial CFD software. It has been consistently suggested in the literature that hexahedral meshes are preferred over tetrahedral. However, they can be used, provided that some care is taken to provide a good representation of the physical phenomena of the problem. Recently published works have been proving that if they are used with care, satisfactory results are obtained (Spogis & Nunhez, 2009). Most of works developed with the use of CFD simulation for mixing processes use hexahedral and to date tetrahedral do not have the same acceptance of hexahedral (Joaquim Junior et al., 2007) and part of this work is aimed at showing that they can provide good results when simulating mixing processes. Another objective of this work is to show the effect of mesh refinement in tetrahedral meshes. It is investigated the influence of the prismatic elements near wall on global parameters such as the Power and Flow numbers. An initial analysis of the sensitivity of some turbulence models (Standard k-? model, the shear stress transport (SST) and BSL-Reynolds stress model) and the discretization scheme on the flow field produced were also carried out in this work. In addition, simulations with different mesh resolutions were made using the multiple reference frame (MFR) approach; whereas other cases a sliding mesh modeling was provided for the impeller. The discretization schemes were limited to upwind, high resolution and blend factor, since other schemes do not work well with tetrahedral. The commercial CFD software CFX 14.0 was used to simulate the results. A pitched blade turbine (PBT 45°, down-pumping), was simulated in turbulent flow. The results obtained for the Power and Flow numbers, the axial velocity profile component of the model in CFD are discussed and compared with experimental data (Machado et al. et al., 2011). The velocity was measured using the PIV technique (Particle Image Velocimetry). A significant influence of some parameters is observed on the determination of some important variable mixing. In general, the predictions of the velocity profile are influenced in some way by the resolution of the mesh, turbulence model and the discretization schemeMestradoDesenvolvimento de Processos QuímicosMestre em Engenharia Química[s.n.]Nunhez, José Roberto, 1961-Spogis, Nicolas, 1975-Joaquim Junior, Celso FernandesVianna, Sávio Souza VenâncioUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASVergel, Jose Luis Gomez, 1985-2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf121 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948VERGEL, Jose Luis Gomez. Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas. 2013. 121 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/905012porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T06:56:17Zoai::905012Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T06:56:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
Investigation on the influence of computational mesh, turbulence models and numerical aspects of CFD modeling in PBT impellers using non-structured meshes
title Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
spellingShingle Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
Vergel, Jose Luis Gomez, 1985-
Mistura (Quimica)
Fluidodinâmica computacional
Dinâmica dos fluidos
Tanques de armazenamento
Escoamento turbulento
Mixture (Chemistry)
Computational fluid dynamics (CFD)
Fluid dynamics,
Storage tanks
Turbulent flow
title_short Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
title_full Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
title_fullStr Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
title_full_unstemmed Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
title_sort Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas
author Vergel, Jose Luis Gomez, 1985-
author_facet Vergel, Jose Luis Gomez, 1985-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Nunhez, José Roberto, 1961-
Spogis, Nicolas, 1975-
Joaquim Junior, Celso Fernandes
Vianna, Sávio Souza Venâncio
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Vergel, Jose Luis Gomez, 1985-
dc.subject.por.fl_str_mv Mistura (Quimica)
Fluidodinâmica computacional
Dinâmica dos fluidos
Tanques de armazenamento
Escoamento turbulento
Mixture (Chemistry)
Computational fluid dynamics (CFD)
Fluid dynamics,
Storage tanks
Turbulent flow
topic Mistura (Quimica)
Fluidodinâmica computacional
Dinâmica dos fluidos
Tanques de armazenamento
Escoamento turbulento
Mixture (Chemistry)
Computational fluid dynamics (CFD)
Fluid dynamics,
Storage tanks
Turbulent flow
description Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013
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 https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948
VERGEL, Jose Luis Gomez. Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas. 2013. 121 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948
identifier_str_mv VERGEL, Jose Luis Gomez. Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas. 2013. 121 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1619948. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/905012
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
121 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799138507777638400

Registros relacionados