| Título: | Desenvolvimento de um método numérico para cálculo de escoamentos incompressíveis: aplicação na análise da troca de calor em cavidades rasas. |
| Autor: | Paulo Sergio Berving Zdanski |
| Programa: | Engenharia Aeronáutica e Mecânica |
| Área de Concentração: | Aerodinâmica, Propulsão e Energia |
| Orientador : | Nide Geraldo do Couto Ramos Fico Júnior |
| Ano de Publicação : | 2003 |
| Curso : | Doutorado |
| Assuntos : | Análise numérica |
| t | Escoamento incompressível |
| t | Modelos matemáticos |
| t | Turbulência |
| t | Cavidades |
| t | Transferência de calor por convecção |
| t | Termodinâmica |
| t | Mecânica dos fluidos |
| t | Física |
| Resumo : | O presente trabalho tem dois objetivos. O primeiro é desenvolver um método numérico para a simulação de escoamentos incompressíveis, e o segundo é aplicar o novo esquema à geometria da cavidade rasa. O método numérico desenvolvido é em diferenças finitas. As equações, escritas em forma de lei de conservação, são discretizadas utilizando diferenças centradas em uma malha co-localizada. Termos de dissipação artificial são introduzidos externamente para controlar o problema do desacoplamento par-ímpar e de eventuais instabilidades não lineares. Na aplicação do método à cavidade rasa bidimensional, o estudo é focado, principalmente, na análise da influência dos seguintes parâmetros: (i) alongamento da cavidade; (ii) número de Reynolds e (iii) nível de turbulência do escoamento não-perturbado. A meta principal é identificar prováveis tendências na troca de calor no piso da cavidade e descobrir qual a condição mais favorável no sentido de se ter o menor efeito convectivo do escoamento externo ao longo do piso da cavidade. Os resultados obtidos demonstram que a troca de calor no interior da cavidade é diretamente afetada pela variação dos parâmetros acima considerados e que existe um regime bem definido no qual a troca de calor por convecção forçada é minimizada. Tal regime se estabelece quando ocorre recirculação sobre todo o piso da cavidade. Esta condição pode ser obtida quando uma única região de recirculação se forma no interior da cavidade ou, também, na situação onde têm-se duas bolhas 'encapsuladas'. |
| Data de Defesa : | 2003 |
| Texto na íntegra : | [Visualizar] |