Utilização do método lattice boltzmann no estudo da convecção natural em cavidade porosa heterogênea aquecida lateralmente

• Autor(a) principal: Silva, Heric Nicholas Gusso
• 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/1/10275
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE; Fluidos newtonianos; Materiais porosos; Dinâmica dos fluidos; Newtonian fluids; Porous materials; Fluid dynamics

Neste estudo o fenômeno da convecção natural no interior de uma cavidade quadrada, heterogênea, preenchida com fluido newtoniano é simulado numericamente. O domínio sólido da matriz consiste de obstáculos quadrados, termicamente ativos e uniformemente distribuídos no interior da cavidade. A modelagem matemática segue uma abordagem de meio contínuo e a solução numérica do problema é obtida empregando o Método de Lattice Boltzmann. O número de Nusselt médio avaliado na superfície aquecida, as linhas de corrente e as isotermas permitem mostrar resultados paramétricos dos efeitos da variação do número de blocos ( N = 9,16,36,64,144 ), da porosidade ( = 0,36;0,51;0,64;0,75;0,84 ), da razão de condutividade térmica sólido-fluido ( k = 0,1;1;10;100 ) e do número de Rayleigh ( Ra = 105 ,106 ,107 ) sobre o processo de convecção livre na cavidade. Aspectos relativos ao fenômeno de interferência da camada limite são discutidos e uma metodologia para a observação deste fenômeno é apresentada especificamente voltada para o método utilizado. Comparações com resultados da literatura, advindos de técnicas numéricas tradicionais, permitem avaliar o caráter alternativo e inovador do método de Lattice Boltzmann.