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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Análise numérica do fenômeno Vortex Breakdown em escoamentos rotativos
Other Titles: Numerical analysis of Vortex Breakdown phenomenon in rotating flows
metadata.dc.creator: Martins, Diego Alves de Moro
metadata.dc.contributor.advisor1: Silveira Neto, Aristeu da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Souza, Francisco José de
metadata.dc.contributor.referee1: Padilla, Elie Luis Martínez
metadata.dc.contributor.referee2: Mariano, Felipe Pamplona
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho foram realizadas simulações numéricas de escoamentos rotativos similares aos gerados por ciclones separadores e câmaras de combustão, com a intenção de verificar e caracterizar a formação do fenômeno vortex breakdown. As geometrias utilizadas nas simulações foram cilíndricas e cônico-cilíndricas, ambas fechadas. O escoamento rotativo é induzido pela parede inferior, que possui velocidade angular constante, e as demais paredes são estáticas com condição de contorno de não deslizamento. Primeiramente, os resultados numéricos foram comparados com resultados experimentais da literatura, objetivando verificar a capacidade do código computacional em predizer o fenômeno vortex breakdown. Posteriormente, foram realizadas várias simulações variando os parâmetros que governam as características dos escoamentos analisados neste trabalho, ou seja, o número de Reynolds e a razão altura sobre o raio da geometria. Nestas simulações foram verificados os limites de transição do escoamento e os limites de formação do vortex breakdown. Foram simulados casos em regime permanente, transiente, sem modelagem de turbulência, e com modelagem sub-malha, especificamente o modelo dinâmico. Em geral, foi observado que alguns aspectos do processo do vortex breakdown nas geometrias cônico-cilíndricas são diferentes quando comparados com o processo nas geometrias cilíndricas.
Abstract: Numerical simulations in rotating flows similar to that in cyclones and combustion chambers were performed in this work, in order to verify and characterize the formation of vortex breakdown phenomenon. Cylindrical and conical-cylindrical geometries, both closed, were used in simulations. The rotating flow is induced by the bottom wall, which rotates at constant angular velocity, and the other walls are nonmoving with no-slip boundary conditions. First, the numerical results were compared to experimental results available in references, aiming to verify the capacity of the computational code to predict the vortex breakdown phenomenon. Afterwards several simulations varying the parameters which govern the characteristics of the flows analyzed in this work, i.e. the Reynolds number and the aspect ratio, were performed. In these simulations, the transitional limit and the limit of vortex breakdown formation were verified. Steady and transient cases, with and without turbulence modeling, specifically dynamic model, were simulated. In general, some aspects of the process of vortex breakdown in conical-cylindrical geometries was observed to be different from that in cylinders.
Keywords: Dinâmica dos fluidos computacional
Vortex Breakdown
Escoamentos rotativos
Modelo de turbulência dinâmico
Computação paralela
Computational fluid dynamic
Rotating flow
Dynamic turbulence model
Unstructured mesh
Parallel computing
Dinâmica dos fluidos
Escoamento turbulento
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: MARTINS, Diego Alves de Moro. Numerical analysis of Vortex Breakdown phenomenon in rotating flows. 2012. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14950
Issue Date: 29-Mar-2012
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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