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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título : Cálculo do comprimento do ponto de recolamento das camadas cisalhantes em escoamentos turbulentos
Autor(es): Sampaio, Elone Izata Gonçalves
Primeiro Orientador: Costa, Felipe Denardin
Resumo: O estudo da separação das camadas cisalhantes é importante para engenharia por causa da variedade de casos que esse fenômeno ocorre, como escoamento em canais difusores de câmara de combustão, bolhas de separação em aerofólios, escoamentos em pontes e edifícios, etc. Um caso de separação das camadas cisalhantes bastante estudado é o escoamento em um degrau descendente bastante conhecido na literatura também como Backward-Facing Step (BFS). Neste problema um escoamento completamente desenvolvido percorre um canal de seção retangular até a ocorrência de uma brusca expansão induzida ocasionado pela mudança de geometria no canal, que apresenta o formato de um degrau. O presente trabalho enquadra-se no estudo computacional de escoamentos turbulentos em um degrau descendente e tem como objetivo avaliar a capacidade de predição de dois modelos de turbulência do tipo RANS no cálculo do comprimento de recolamento, utilizando uma geometria bidimensional com Er = 2 construída no utilitário BlockMesh do software de fluidodinâmica computacional OpenFoam. O solver utilizado foi o PimpleFoam e considerou-se que o escoamento é bidimensional, monofásico, isotérmico, turbulento e tratado em regime transiente com Re = 9000. Para estimar o tempo de simulação utilizou-se o tempo unitário que é necessário para percorrer a altura do degrau(h), sendo este valor estimado em 500s. Após feita a simulação realizou-se o pós-processamento utilizando a ferramenta Paraview e chegou-se aos valores de Xr=6,25h para o modelo k−ε e Xr = 8,0h para o modelo SST k −ω. A simulação DNS e LES realizadas por (KOPERA et al., 2011) e (WANG; WU; ZHU, 2019) respetivamente foram utilizados para validação dos resultados. Palavras-chave: Turbulência. Fluidodinâmica. Simulação. Openfoam.
Resumen : The study of shear layer separation is important for engineering because of the variety of cases that this phenomenon occurs, such as flow in combustion chamber diffuser channels, separation bubbles in airfoils, flow in bridges and buildings, etc. A well-studied case of shear layer separation is the flow in a descending step, also known in the literature as Backward-Facing Step (BFS). In this problem a fully developed flow flows through a rectangular channel section until the occurrence of a sudden induced expansion caused by the change of geometry in the channel, which presents the shape of a step. This paper is part of the computational study of turbulent flow in a descending step and aims to evaluate the predictive ability of two RANS turbulence models to calculate the reattachment length, using a two-dimensional geometry with Er = 2 built in the BlockMesh utility of the computational fluid dynamics software OpenFoam. The solver used was PimpleFoam and the flow was considered to be two-dimensional, single-phase, isothermal, turbulent, and treated in the transient regime with Re = 9000. To estimate the simulation time it was used the unit time that is necessary to cover the height of the step (h), this value being estimated at 500s. After the simulation, post-processing was performed using the Paraview tool and the values Xr=6.25h for the k - model and Xr = 8.0h for the SST k - model. The DNS and LES simulations performed by (KOPERA et al., 2011) and (WANG; WU; ZHU, 2019) respectively were used for validation of the results. Keywords: Turbulence, Fluid dynamics, Simulation, Openfoam.
Palabras clave : Engenharia mecânica
Turbulência
Fluidodinâmica computacional
Simulação (Computadores)
Mechanical Engineering
Computational fluid dynamics
Turbulence
Computer simulation
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Citación : SAMPAIO, Elone Izata Gonçalves. Cálculo do comprimento do ponto de recolamento das camadas cisalhantes em escoamentos turbulentos. Orientador: Felipe Denardin Costa. 2022. 50p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de mecânica) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia de mecânica, Alegrete, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI : https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/7512
Fecha de publicación : 15-ago-2022
Aparece en las colecciones: Engenharia Mecânica

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