Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kurokawa, Fernando Akira
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052009-140841/
Resumo: Apesar de as EDPS que modelam leis de conservação e problemas em dinâmica dos fluídos serem bem estabelecidas, suas soluções numéricas continuam ainda desafiadoras. Em particular, há dois desafios associados à computação e ao entendimento desses problemas: um deles é a formação de descontinuidades (choques) e o outro é o fenômeno turbulência. Ambos os desafios podem ser atribuídos ao tratamento dos termos advectivos não lineares nessas equações de transporte. Dentro deste canário, esta tese apresenta o estudo do desenvolvimento de um novo esquema \"upwind\" de alta resolução e sua associação com modelagem da turbulência. O desempenho do esquema é investigado nas soluções da equação de advecção 1D com dados iniciais descontínuos e de problemas de Riemann 1D para as equações de Burgers, Euler e águas rasas. Além disso, são apresentados resultados numéricos de escoamentos incompressíveis 2D e 3D no regime laminar a altos números de Reynolds. O novo esquema é então associado à modelagem \'capa\' - \'epsilon\' da turbulência para a simulação numérica de escoamentos incompressíveis turbulentos 2D e 3D com superfícies livres móveis. Aplicação, verificação e validação dos métodos numéricos são também fornecidas
id USP_b29626b975b8d45f20bf01bf9c9f2df1
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-20052009-140841
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livresThe \"upwind\" scheme to the conservation laws and their application in simulation of 2D and 3D incompressible laminar and turbulent flows with free surfacesAveraged Navier-Stokes equationsConservation lawsEquações de Navier-StokesEquações médias de ReynoldsEscoamentos com superfícies livresEsquema "upwind" de alta resoluçãoFinite difference methodFree surface flowsHigh-resolution upwind schemeMétodo de diferenças finitasModelagem 'capa'- ' epsilon' da turbulênciaNavier-Stokes equationsNumerical simulationSolução numérica de leis de conservaçãoTurbullence modelingApesar de as EDPS que modelam leis de conservação e problemas em dinâmica dos fluídos serem bem estabelecidas, suas soluções numéricas continuam ainda desafiadoras. Em particular, há dois desafios associados à computação e ao entendimento desses problemas: um deles é a formação de descontinuidades (choques) e o outro é o fenômeno turbulência. Ambos os desafios podem ser atribuídos ao tratamento dos termos advectivos não lineares nessas equações de transporte. Dentro deste canário, esta tese apresenta o estudo do desenvolvimento de um novo esquema \"upwind\" de alta resolução e sua associação com modelagem da turbulência. O desempenho do esquema é investigado nas soluções da equação de advecção 1D com dados iniciais descontínuos e de problemas de Riemann 1D para as equações de Burgers, Euler e águas rasas. Além disso, são apresentados resultados numéricos de escoamentos incompressíveis 2D e 3D no regime laminar a altos números de Reynolds. O novo esquema é então associado à modelagem \'capa\' - \'epsilon\' da turbulência para a simulação numérica de escoamentos incompressíveis turbulentos 2D e 3D com superfícies livres móveis. Aplicação, verificação e validação dos métodos numéricos são também fornecidasAlthought the PDEs that model conservation laws and fluid dynamics problems are well established, their numerical solutions have presented a continuing challenge. In particular, there are two challenges associated with the computation and the understanding of these problems, namely, formation of shocks and turbulence. Both challenges can be attributed to the nonlinear advection terms of these transport equations. In this scenario, this thesis presents the study of the development of a new high-resolution upwind scheme and its association with turbulence modelling. The performance of the scheme is investigated by solving the 1D advection equation with discontinuous initial data 1D Riemann problems for Burgers, Euler and shallow water equations. Besides, numerical results for 2D and 3D incompressible laminar flows at high Reynolds number are presented. The new scheme is then associated with the \'capa - \' epsilon\' turbulence model for the simulation of 2D and 3D incompressible turbulent flows with moving free surfaces. Application, verification and validation of the numerical methods are also providedBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFerreira, Valdemir GarciaTomé, Murilo FranciscoKurokawa, Fernando Akira2009-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052009-140841/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2016-07-28T16:09:59Zoai:teses.usp.br:tde-20052009-140841Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212016-07-28T16:09:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
The \"upwind\" scheme to the conservation laws and their application in simulation of 2D and 3D incompressible laminar and turbulent flows with free surfaces
title Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
spellingShingle Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
Kurokawa, Fernando Akira
Averaged Navier-Stokes equations
Conservation laws
Equações de Navier-Stokes
Equações médias de Reynolds
Escoamentos com superfícies livres
Esquema "upwind" de alta resolução
Finite difference method
Free surface flows
High-resolution upwind scheme
Método de diferenças finitas
Modelagem 'capa'- ' epsilon' da turbulência
Navier-Stokes equations
Numerical simulation
Solução numérica de leis de conservação
Turbullence modeling
title_short Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
title_full Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
title_fullStr Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
title_full_unstemmed Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
title_sort Um esquema \"upwind\" para leis de conservação e sua aplicação na simulação de escoamentos incompressíveis 2D e 3D laminares e turbulentos com superfícies livres
author Kurokawa, Fernando Akira
author_facet Kurokawa, Fernando Akira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Valdemir Garcia
Tomé, Murilo Francisco
dc.contributor.author.fl_str_mv Kurokawa, Fernando Akira
dc.subject.por.fl_str_mv Averaged Navier-Stokes equations
Conservation laws
Equações de Navier-Stokes
Equações médias de Reynolds
Escoamentos com superfícies livres
Esquema "upwind" de alta resolução
Finite difference method
Free surface flows
High-resolution upwind scheme
Método de diferenças finitas
Modelagem 'capa'- ' epsilon' da turbulência
Navier-Stokes equations
Numerical simulation
Solução numérica de leis de conservação
Turbullence modeling
topic Averaged Navier-Stokes equations
Conservation laws
Equações de Navier-Stokes
Equações médias de Reynolds
Escoamentos com superfícies livres
Esquema "upwind" de alta resolução
Finite difference method
Free surface flows
High-resolution upwind scheme
Método de diferenças finitas
Modelagem 'capa'- ' epsilon' da turbulência
Navier-Stokes equations
Numerical simulation
Solução numérica de leis de conservação
Turbullence modeling
description Apesar de as EDPS que modelam leis de conservação e problemas em dinâmica dos fluídos serem bem estabelecidas, suas soluções numéricas continuam ainda desafiadoras. Em particular, há dois desafios associados à computação e ao entendimento desses problemas: um deles é a formação de descontinuidades (choques) e o outro é o fenômeno turbulência. Ambos os desafios podem ser atribuídos ao tratamento dos termos advectivos não lineares nessas equações de transporte. Dentro deste canário, esta tese apresenta o estudo do desenvolvimento de um novo esquema \"upwind\" de alta resolução e sua associação com modelagem da turbulência. O desempenho do esquema é investigado nas soluções da equação de advecção 1D com dados iniciais descontínuos e de problemas de Riemann 1D para as equações de Burgers, Euler e águas rasas. Além disso, são apresentados resultados numéricos de escoamentos incompressíveis 2D e 3D no regime laminar a altos números de Reynolds. O novo esquema é então associado à modelagem \'capa\' - \'epsilon\' da turbulência para a simulação numérica de escoamentos incompressíveis turbulentos 2D e 3D com superfícies livres móveis. Aplicação, verificação e validação dos métodos numéricos são também fornecidas
publishDate 2009
dc.date.none.fl_str_mv 2009-02-26
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052009-140841/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052009-140841/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815257154509078528

Registros relacionados