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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43188| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Escoamentos rotacionais em diferentes velocidades: uma análise fluidodinâmica |
| Alternate title (s): | Rotational flows at different velocities: a fluid dynamic analysis |
| Author: | Santos, Layton Carlos Manoel dos |
| First Advisor: | Kyriakidis, Yanne Novais |
| First member of the Committee: | Vieira, Luiz Gustavo Martins |
| Second member of the Committee: | Morimoto, Murilo Guimarães |
| Summary: | O estudo da Mecânica dos Fluidos é essencial em todas as engenharias, fornecendo bases fundamentais para compreender o comportamento dos fluidos em diferentes contextos. A introdução da Fluidodinâmica Computacional (CFD) revolucionou o estudo dos fluidos na tecnologia, permitindo simulações precisas e detalhadas de fenômenos complexos em uma ampla gama de aplicações. Além de avançar a pesquisa e o desenvolvimento industrial, a utilização de CFD também é altamente benéfica para fins didáticos, proporcionando aos estudantes uma oportunidade única de explorar e compreender conceitos abstratos de forma prática e interativa, preparando-os para desafios futuros na engenharia. Assim, este estudo realizou uma análise tridimensional de Fluidodinâmica Computacional em um cenário específico de escoamento laminar, caracterizado por um fluxo confinado com movimento angular, e preenchido por um fluido newtoniano isotérmico e incompressível. Foi realizado o estudo de 3 casos, com diferentes sentidos e velocidades de rotação das paredes, para o caso 1 e 2, e mudança da geometria no caso 3. O primeiro caso se tratou de uma geometria anular com as paredes externa e interna rotacionando no sentido horário, porém com velocidades de 0,5 rad/s e 0,25 rad/s, respectivamente. O segundo caso consistiu na mesma geometria e possui a mesma configuração do caso anterior, mudando apenas o sentido de rotação da parede interna, ou seja, no sentido anti-horário. Por fim, o terceiro caso em que a geometria é simplesmente um cilindro comum com a parede externa rotacionando no sentido horário a uma velocidade de 0,5 rad/s. Após a simulação dos casos, a obtenção dos resultados simulados e analíticos e a comparação destes resultados, constatou-se que a simulação foi bem-sucedida em termos de valores de magnitude da velocidade tangencial, com o maior desvio sendo 1,037%, para o caso 3, ou seja, um desvio médio aceitável. Concluiu-se assim que a utilização do CFD é de grande valia para ajudar na melhor visualização dos estudos de caso apresentados nas aulas de Fenômenos de Transporte e Mecânica dos Fluidos. |
| Abstract: | The study of Fluid Mechanics is essential in all engineering fields, providing fundamental foundations for understanding the behavior of fluids in different contexts. The introduction of Computational Fluid Dynamics (CFD) has revolutionized the study of fluids in technology, allowing for precise and detailed simulations of complex phenomena across a wide range of applications. In addition to advancing research and industrial development, the use of CFD is also highly beneficial for educational purposes, offering students a unique opportunity to explore and understand abstract concepts in a practical and interactive manner, preparing them for future engineering challenges. Thus, this study conducted a three-dimensional Computational Fluid Dynamics analysis in a specific scenario of laminar flow, characterized by a confined flow with angular movement and filled with an isothermal and incompressible Newtonian fluid. Three cases were studied, with different directions and rotation speeds of the walls for cases 1 and 2, and a change in geometry in case 3. The first case involved an annular geometry with the outer and inner walls rotating clockwise, but with speeds of 0.5 rad/s and 0.25 rad/s, respectively. The second case consisted of the same geometry and configuration as the previous case, with the only difference being the direction of rotation of the inner wall, which was counterclockwise. Finally, the third case involved a simple cylinder with the outer wall rotating clockwise at a speed of 0.5 rad/s. After simulating the cases, obtaining simulated and analytical results, and comparing these results, it was found that the simulation was successful in terms of tangential velocity magnitude values, with the largest deviation being 1.037% in case 3, which is an acceptable average deviation. It was thus concluded that the use of CFD is of great value in enhancing the visualization of case studies presented in Transport Phenomena and Fluid Mechanics classes. |
| Keywords: | CFD CFD Mecânica dos Fluidos Fluid Mechanics Engenharia Engineering Fenômenos de Transporte Transport Phenomena Estudo de Caso Case Study |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | SANTOS, Layton Carlos Manoel dos. Escoamentos rotacionais em diferentes velocidades: Uma análise fluidodinâmica. 2024. 58 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43188 |
| Date of defense: | 30-Apr-2024 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Química |
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