Desenvolvimento de programa para simulação de escoamentos incompressíveis com fronteira móvel

• Autor(a) principal: Fernandes, Jeferson Wilian Dossa
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14492
• topic: Engenharia Civil; Escoamento; Sistemas de controle supervisório; Método dos elementos finitos; Mecânica dos fluidos; Runoff; Supervisory control systems; Finite element method; Fluid mechanics

Este trabalho consiste no desenvolvimento de um código computacional para análise de escoamentos incompressíveis com contorno móvel baseado no Método dos Elementos Finitos. Tais problemas estão presentes na engenharia de diversas formas. Como exemplo, é possível citar escoamentos com superfície livres e problemas de interação fluidoestrutura que, no entanto, não apresentam solução analítica satisfatória e ainda apresentam vários desafios à simulação numérica. Diante disso, nas últimas décadas métodos aproximados, como o Método dos Elementos Finitos (MEF) tem sido largamente estudados nesse contexto. O programa desenvolvido neste trabalho emprega integração temporal implícita e elementos finitos estáveis de aproximação quadrática para a velocidade e linear para a pressão. As equações governantes da mecânica dos fluidos são descritas na forma Lagrangeana-Euleriana arbitrária (ALE) o que possibilita a movimentação da malha para acompanhar o movimento do contorno. Por fim, o programa é testado por meio de exemplos numéricos clássicos que são comparados com resultados da literatura e apresenta-se também exemplo de solução de problema transiente com contorno móvel.