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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Modelagem de condições de contorno para escoamentos turbulentos utilizando simulações das grandes escalas
metadata.dc.creator: Damasceno, Marcelo Maia Ribeiro
metadata.dc.contributor.advisor1: Silveira Neto, Aristeu da
metadata.dc.contributor.referee1: Vieira, Luiz Gustavo Martins
metadata.dc.contributor.referee2: Béttega, Rodrigo
metadata.dc.contributor.referee3: Vedovoto, João Marcelo
metadata.dc.contributor.referee4: Sampaio, Luiz Eduardo Bittencourt
metadata.dc.description.resumo: A turbulência é um fenômeno complexo, tanto em sua experimentação, quanto na simulação. Isto ocorre devido a sua complexidade e extrema sensibilidade às condições iniciais e de contorno dos campos de escoamento turbulentos e a grande faixa de escalas de tempo e comprimento característicos, que demandam uma grande quantidade de recursos computacionais. Para simplificar tal situação, utilizam-se aproximações e modelos de turbulência, os quais reduzem o nível de descrição do escoamento. Neste âmbito, no presente trabalho foram realizadas simulações numéricas bi e tridimensionais de escoamentos em um degrau descendente, em regimes laminar e turbulento. As simulações foram realizadas atravées de um código computacional desenvolvido em FORTRAN, baseado em volumes nitos, com discretizações espacial e temporal do tipo Centered Dierence Scheme e Backward-Dierence Formula, respectivamente. Foi utilizada a metodologia LES - Large Eddy Simulation, que consiste na aplicação de um ltro nas equações do movimento e resolução das escalas maiores do que o mesmo, com modelagem das menores. Em conjunto, foram avaliadas situações sem modelagem e com modelagens de turbulência de Smagorinsky e dinâmica, além da utilização de três tipos de geradores de condições de entrada turbulentas. Uma superioridade na caracterização de escoamentos turbulentos foi obtida quando utilizou-se o modelo dinâmico de turbulência, juntamente com geradores de condições de entrada turbulentos com correlações de tempo e espaço.
Abstract: Turbulence is a complex and chaotic phenomenon which is extremely sensitive to initial and boundary conditions. Due to the wide range of time and length scales generally present, it requires a large amount of computational resources to be completely captured. Approaches to turbulence models are used to simplify this situation. However, they may reduce the ow description quality. In this context, 2D and 3D numerical simulations of backward-facing step ows, in laminar and turbulent regimes, were experimented in the present work. These simulations were done with a computer code developed in FORTRAN, based on nite volumes with Centered Dierences Scheme and Backward Dierence Formula as spatial and temporal discretizations, respectively, using the Large- Eddy Simulation methodology. This method is based on the appliance of a spatial lter to the equations of motion. Scales larger than this lter are resolved, while the smallest ones are modeled. Three alternatives for subgrid modeling were tested (models proposed by Smagorinsky 1963, Germano et al. 1991 and no turbulence modeling) and the application of three dierent turbulent inlet conditions generators were analyzed. A better turbulent ow characterization was achieved when the turbulence dynamic model was used with turbulent inlet conditions generators, which presented time and space correlations.
Keywords: Escoamento turbulento
Métodos de simulação
Condições de entrada
Modelos de turbulência
Simulação das grandes escalas
Turbulent inlet conditions
Turbulence models
Large-eddy simulation
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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 Química
Citation: DAMASCENO, Marcelo Maia Ribeiro. Modelagem de condições de contorno para escoamentos turbulentos utilizando simulações das grandes escalas. 2012. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15221
Issue Date: 30-Jul-2012
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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