Simulação de grandes escalas de jatos periódicos temporais utilizando a metodologia psedo-espectral de Fourier

by Queiroz Moreira, Leonardo de

A turbulência nos fluídos é um dos problemas mais desafiadores da atualidade, em especial noque se refere às aplicações industriais que envolvem processos de mistura de componentes,transferência de calor, lubrificação e degelo, injeção de combustível em câmaras decombustão, sistemas de propulsão de aviões e aeronaves. Diante de considerável interesse, nopresente trabalho objetivou-se a análise da transição a turbulência de jatos emdesenvolvimento temporal a números de Reynolds moderados utilizando a metodologia LES.Primeiramente desenvolveu-se um código computacional ESPC3D, com alta ordem deresolução para simulação de escoamentos do tipo jatos em desenvolvimento temporal emtransição e/ou turbulentos. O código foi desenvolvido no Laboratório de Transferência deCalor e Massa e Dinâmica dos Fluidos (LTCM). Resultados consistentes foram obtidos doponto de vista da análise física utilizando o código ESPC3D, com o qual realizou-sesimulações de grandes escalas empregando o método pseudo-espectral de Fourier. Osresultados das simulações permitem verificar a transição a turbulência bem como suasestruturas típicas. Foi possível também verificar a influência da modelagem da turbulênciautilizando a metodologia LES, bem como a influencia do número de Reynolds para o modelode turbulência estudado. Os espectros de energia cinética turbulenta permitiram verificar aproximidade da região inercial do jato à inclinação de -5/3 e a região de decaimento do jato.