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Método da fronteira imersa aplicado à modelagem matemática e simulação numérica de escoamentos turbulentos sobre geometrias móveis e deformáveis

by Santos Oliveira, José Eduardo

Abstract (Summary)
A modelagem matemática de escoamentos turbulentos sobre geometrias complexas móveis possuiuma extensa área de aplicações práticas e por isso ocupa lugar de destaque nas pesquisasrecentes em engenharia. Uma linha proposta para o tratamento numérico deste tipo de problemassão os métodos de fronteira imersa. Esta metodologia, ainda em desenvolvimento, tempor base a separação do problema em dois domínios distintos, um domínio fixo euleriano utilizadopara discretizar as equações do fluido e outro lagrangiano usado para representação dainterface fluido-sólido. Como os domínios são geometricamente independentes, não existem restriçõesquanto à movimentação ou deformação de corpos imersos no escoamento. O presentetrabalho apresenta uma extensão do Modelo Físico Virtual, uma metodologia de fronteira imersadesenvolvida no LTCM/UFU, para a simulação de escoamentos a altos números de Reynoldssobre geometrias móveis ou deformáveis. O modelo foi utilizado na simulação de escoamentoslaminares sobre corpos deformáveis, aplicados a problemas de otimização de forma. Foram tambémsimulados aerofólios NACA 0012 móveis imersos em escoamentos turbulentos. Um estudocomparativo de três diferentes metodologias de modelagem da turbulência em conjunto com ométodo de fronteira imersa foi também realizado. São apresentados resultados dos coeficientesde arrasto, de sustentação e de pressão, assim como o número de Strouhal e resultados qualitativosdos campos de visualização da dinâmica para cada escoamento estudado. Comparaçõesforam feitas com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura, e demonstraramuma boa coerência física.
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Bibliographical Information:

Advisor:Gilmar Guimarães; Domingos Alves Rade; Aristeu da Silveira Neto; Ana Lúcia Fernandes de Lima e Silva; Alvaro Toubes Prata; Nelson Manzanares Filho

School:Universidade Federal de Uberlândia

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:Métodos de fronteira imersa Modelo físico virtual Modelagem da turbulência Fronteiras móveis Otimização ENGENHARIA MECANICA Mecânica dos fluidos Turbulência Dinâmica

ISBN:

Date of Publication:03/08/2006

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