Publicação: Simulação numérica de grandes escalas de escoamentos turbulentos em cavidades retangulares bidimensionais
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Neste trabalho são apresentados resultados relativos a Simulações Numéricas de Grandes Escalas de escoamentos turbulentos em cavidades retangulares bidimensionais. Utilizou-se, para as simulações, o modelo submalha de Smagorinsky. O método de discretização utilizado é o método volumes finitos totalmente explícito de MacCormack. É dedicado um capítulo do trabalho ao método totalmente explícito de MacCormack e outro à Simulação de Grandes
Escalas. São feitas simulações de escoamentos em cavidades no interior de dutos e em cavidades sob escoamentos livres. Nas cavidades no interior de dutos são evidenciadas estruturas do tipo Kelvin-Helmholtz que têm caráter periódico. A periodicidade destas estruturas é evidenciada no cálculo da densidade espectral da pressão. É mostrado o espectro de energia para estas simulações, que tem boa concordância com a teoria para escoamentos turbulentos bidimensionais. Os dados das simulações. com cavidades sob escoamentos livre são comparados com dados experimentais da literatura, e apresentam boa concordância em
termos qualitativos.
Abstract
In this work, results related to Large-Eddy Numerical Simulation of turbulent flows in rectangular two dimensional cavities are presented. The Smagorinsky turbulence subgrid model is used in the simulation. The discretization method is the MacCormack totally explicit algorithm, for which a chapter is dedicated. Large-Eddy Simulation is treated another chapter. Simulation was carried out for two cases: cavities in ducts and cavities under free flows. In the former, Kelvin—Helmholtz structures are evident which are periodic in time. Their frequencies spectrum is analyzed through Calculation of the pressure spectral density. The energy spectral density is also calculated and showed good agreement with two dimensional turbulent flow theory.
The data of the simulation in the cavities under free flows are compared to experimental data available in the literature and presented good agreement in qualitative terms.
Palavras-chave
Fluidos, Turbulência, Cavidades, Simulação numérica, Simulação de Grandes Escalas, Método MacCormack, Fluids, Turbulence, Cavities, Numerical simulation, Large-Eddy simulation, MacCormack method
Citação
PINHO, Francisco Aurilo Azevedo. Simulação numérica de grandes escalas de escoamentos turbulentos em cavidades retangulares bidimensionais. 1995. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.1995.15.
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