Publicação: Implementação da equação da energia em um ambiente de malha adaptativa dinâmica verificação e validação
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Orientador
Coorientador
Villar, Millena Martins
Resumo
Atualmente, para que uma empresa de engenharia se mantenha competitiva no
mercado, é vital a redução do tempo gasto na execução dos projetos, de forma a reduzir
custos (homem-hora). Neste contexto, o presente trabalho objetiva contribuir na redução do
tempo gasto na análise de escoamentos tridimensionais, não isotérmicos, através da
aplicação de técnicas de refinamento adaptativo (AMR - Local Adaptive Mesh Refinement
Technique) e Fronteira Imersa, permitindo o uso de malha cartesiana. O modelo matemático
e a solução numérica foram implementados no código AMR3D, em desenvolvimento pelo
Laboratório de Mecânica dos Fluidos (MFLab), concebido para aplicações em escoamentos
multifásicos com fronteiras móveis. Em uma abordagem mais simplificada, o presente
trabalho trata de escoamentos monofásicos não isotérmicos com fronteiras estáticas. Testes
de verificação e validação para a equação da energia são apresentados através de soluções
manufaturadas e escoamentos em cavidades com tampa deslizante. De acordo com os
resultados apresentados no presente trabalho, os modelos matemático e numérico
mostraram-se satisfatórios para a solução da equação da energia em escoamentos
incompressíveis, não isotérmicos e com propriedades físicas constantes, permitindo que
trabalhos futuros contendo escoamentos bifásicos, não isotérmicos e com fronteiras móveis
possam ser desenvolvidos.
Abstract
Currently, for an engineering company remain competitive, is vital to reduce the time
spent in execution projects in order to reduce costs (man - hour). In this context, this work
aims to contribute with the time reduction in the analysis of non-isothermic three-dimensional
flows, applying the AMR technique (Adaptive Mesh Refinement Location Technique) and
Immersed Boundary, allowing the use of Cartesian mesh. The mathematical model and
numerical solution was implemented in AMR3D code, in development at the Laboratório de
Mecânica dos Fluidos ( MFLab ), designed for applications in multiphase flows with nonstatic
boundaries. In a more simplified approach, this work deals with single-phase flow with
static boundaries. Verification and validation tests for the energy equation are presented
through manufactured solutions and flows in driven cavities. According to the results
presented in this study, the mathematical and numerical models were satisfactory for the
solution of the energy equation for incompressible, non-isothermal flows with constant
physical properties, allowing the development of future works considering non-isothermic
two-phase flows with non-static boundaries.
Palavras-chave
Mecânica dos fluidos, CFD, Escoamentos não isotérmicos, Fronteira
imersa, Malha adaptativa, Fluid mechanics, Non-isothermic flow, Imersed boudary, Adaptative mesh, Escoamento bifásico, Escoamento multifásico
Citação
GIMENES, Giordhanne Bruno Carpaneda. Implementation of the energy equation in an adaptative
mesh enviroment verification and validation. 2014. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.173