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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Estudo da transição de escoamento causada pela estratificação estável em um escoamento de couette plano utilizando simulação de grandes turbilhões
metadata.dc.creator: Schuster, Jean Jonathan
metadata.dc.contributor.advisor1: Costa, Felipe Denardin
metadata.dc.description.resumo: Em mecânica de fluidos podem destacar-se três tipos de escoamento, escoamento laminar, escoamento transicional e o escoamento turbulento, onde estes ocorrem em uma região denominada de camada limite, sendo está a região que sofre influência direta de uma superfície limítrofe. A existência de tal região ocorre sempre que há fluido em movimento, desde escoamentos em dutos, escoamento na foz de um rio e também no escoamento atmosférico sobre a superfície terrestre. O escoamento na camada limite atmosférica (CLA) é predominantemente turbulento, porém, após o pôr do sol, a incidência de radiação de ondas longas, originando uma camada limite estável (CLE). Nesta camada as escalas de turbulência podem ser diminuídas em praticamente todas as escalas sendo a produção de turbulência predominantemente mecânica. Em noites de céu claro e ventos fracos pode ocorrer forte estratificação das camadas adjacentes a superfície terrestre, o que faz com que a turbulência seja reduzida em várias ordens de grandeza, podendo ressurgir de forma abrupta e imprevisível. Esse fenômeno recebe o nome de intermitência global e ocorre de forma similar a transição laminar-turbulenta. Para tanto, fará-se uso de um método de simulação de grandes turbilhões onde as escalas de sub-grade serão parametrizadas através de um modelo de uma equação. Os resultados mostram que para um conjunto de parâmetros é possível reproduzir um escoamento intermitente semelhante ao observado em experimentos de túnel de vento e em dados obtidos de escoamentos naturais. Além disso, também foram encontradas evidências da existência de um fenômeno caótico para o escoamento intermitente, mas esse fato será levado apenas como uma hipótese pois essa ideia foge do escopo deste trabalho.
Abstract: In fluid mechanics three types of flow can be highlighted, laminar flow, transitional flow and turbulent flow, they occur in a region called boundary layer, being this region directly influenced by a boundary surface. The existence of such a region occurs when there is fluid motion, from flows in ducts, flow in a riverbed and also in the atmospheric flow on earth’s surface. The flow in the atmospheric boundary layer (ABL) is predominantly turbulent, however, after sunset, the incidence of solar radiation on the surface ceases and then the surface start to lose heat through the radiation of long waves, giving place to a stable boundary layer (SBL), where the turbulence scales can be decreased in practically all the scales being the production of turbulence predominantly mechanical. In clear sky night with low minds, strong stratification of the layers adjacent to the Earth’s surface can take place, which causes the turbulence scales to be reduced by several orders of magnitude and may suddenly and unpredictably arise. This phenomenon recives the name of global intermittence and is similar to a laminar-turbulent transition and occurs in the SBL. So, we will use a Large Eddy Simulation method where the sub-grid scales will be parametrized through a one equation model. The results show that for a set of parameters it is possible to reproduce an intermittent flow, similar to those observed in a wind tunnel experiments and data sampled from natual flows. In addition, evidence of the existence of a chaotic phenomena for intermittent flow has been found, but this fact is only taken as a hypothesis because this idea go beyond the scope of this work.
Keywords: Engenharia
Escoamento
Mecânica dos fluidos
Turbulência
Engineering
Flow
Fluid Mechanics
Turbulence
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.initials: UNIPAMPA
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
metadata.dc.publisher.program: Mestrado Acadêmico em Engenharia
Citation: SCHUSTER, Jean Jonathan. Estudo da transição de escoamento causada pela estratificação estável em um escoamento de couette plano utilizando simulação de grandes turbilhões. 72p. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2018.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/3375
Issue Date: 23-Feb-2018
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia

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