Publicação:
Desenvolvimento e implementação da metodologia combinada fronteira imersa térmica e pseudoespectral de Fourier

dc.contributor.advisor-co1Mariano, Felipe Pamplona
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4211708U9por
dc.contributor.advisor1Silveira Neto, Aristeu da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781876D5&dataRevisao=nullpor
dc.contributor.referee1Padilla, Elie Luis Martínez
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703731A7por
dc.contributor.referee2Guimarães, Gilmar
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783806Y6por
dc.contributor.referee3Gasche, José Luiz
dc.contributor.referee3Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798091D8por
dc.contributor.referee4Souza, Leandro Franco de
dc.contributor.referee4Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705250U6por
dc.contributor.referee5Serfaty, Ricardo
dc.contributor.referee5Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4632938H2por
dc.creatorKinoshita, Denise
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4207081E1por
dc.crossref.doibatchid4ac907de-eb84-4c68-9346-f4755aa714b8
dc.date.accessioned2016-06-22T18:39:45Z
dc.date.available2015-04-30
dc.date.available2016-06-22T18:39:45Z
dc.date.issued2015-04-09
dc.description.abstractA novel methodology combining Fourier pseudospectral and immersed boundary methods - IMERSPEC - has been developed for heat transfer problems, using Navier-Stokes, mass conservation and energy equations for incompressible flows. The numerical algorithm consists of a Fourier pseudospectral collocation method, used for flow solution and thermal heat transfer, while the immersed boundary method (multi-direct forcing method) is used only to apply the thermal boundary conditions. The IMERSPEC methodology has been developed in the fluid mechanic laboratory (MFLab) to solve isothermal fluid flows problems. In the present work, a new formulation for first (Dirichlet), second (Neumann) and third (Robin) boundary conditions types is proposed. The verification and validation of the methodology are presented for every boundary conditions and the results show a good agreement with the literature. Furthemore, the methodology convergence when applied to mathematical problems with synthesized analytical solutions shows accuracy machine and four order to rate of convergence for non coincidents nodes. Whilst for physical problems, the presented methodology provides second order rate of convergence for the energy equation and the Navier-Stokes equations. The computational cost has been analyzed and it is shown that runtime presents Nlog2N order, expected result to Fourier methodeng
dc.description.degreenameDoutor em Engenharia Mecânicapor
dc.description.resumoUma nova metodologia de modelagem matemática combinando os métodos de fronteira imersa e pseudoespectral de Fourier - IMERSPEC - foi desenvolvida para problemas de transferência de energia térmica, usando as equações de Navier-Stokes, a equação de balanço de massa e a equação de balanço de energia para escoamentos incompressíveis. O algoritmo numérico consiste do método de colocação pseudoespectral de Fourier, usado para a solução do escoamento e transferência de energia térmica, enquanto que o método da fronteira imersa (método de múltiplas forçagens) é usado apenas para aplicar as condições de contorno térmicas. A metodologia IMERSPEC foi desenvolvida no laboratório de mecânica dos fluidos (MFLab) para resolver problemas em escoamentos isotérmicos de fluidos. No presente trabalho, é proposta uma nova formulação para as condições de contorno de primeira espécie (Dirichlet), segunda espécie (Neumann) e terceira espécie (Robin). A verificação e validação da metodologia são apresentadas para todas as condições de contorno e mostraram boa concordância com a literatura. Além disso, a convergência da metodologia quando aplicada a problemas matemáticos com soluções analíticas sintetizadas forneceu acurácia em nível de erro de máquina, e taxa de convergência de ordem quatro para pontos não coincidentes. Para problemas físicos, a metodologia apresentada propicia obtenção de taxa de convergência de segunda ordem para a equação da energia e para as equações de Navier-Stokes. O custo computacional foi analisado e mostrou que a metodologia apresenta ordem Nlog2N, resultado esperado para o método de Fourierpor
dc.formatapplication/pdfpor
dc.identifier.citationKINOSHITA, Denise. Development and implementation of the merging of thermal immersed boundary and Fourier pseudospectral methodologies. 2015. 164 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.58por
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.58por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14761
dc.languageporpor
dc.orcid.putcode81756444
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapor
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectEquação da energiapor
dc.subjectCondições de contornopor
dc.subjectMétodo da Fronteira Imersapor
dc.subjectMétodo Pseudoespectral de Fourierpor
dc.subjectEnergy equationeng
dc.subjectBoundary conditionseng
dc.subjectImmersed boundary Methodeng
dc.subjectFourier pseudospectral methodeng
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApor
dc.titleDesenvolvimento e implementação da metodologia combinada fronteira imersa térmica e pseudoespectral de Fourierpor
dc.title.alternativeDevelopment and implementation of the merging of thermal immersed boundary and Fourier pseudospectral methodologieseng
dc.typeTesepor
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