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Simulação Numérica do escoamento turbulento em canal T

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Instituto Militar de Engenharia

Main Author: Fiuza, Guilherme Cunha Calazans
Other Authors: Rezende, Andre Luiz Tenorio
Format: Dissertação
Language: pt_BR
Published: 2021
Subjects:
Simulação
Escoamento
Turbulento
Canal T
Online Access: http://bdex.eb.mil.br/jspui/handle/123456789/9183
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spelling -12345678991832021-05-25T17:38:06Z Simulação Numérica do escoamento turbulento em canal T Fiuza, Guilherme Cunha Calazans Rezende, Andre Luiz Tenorio Simulação Escoamento Turbulento Canal T Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Instituto Militar de Engenharia O escoamento em um canal com junção T trata-se de um caso onde há a formação de bolha de recirculação formada por meio da separação do escoamento provocada pela súbita mudança na geometria do escoamento. O presente trabalho realiza a simulação computacional e análise do escoamento turbulento sobre um canal com junção T bidimensional e em regime permanente, por meio da construção de uma geometria simples com a grande vantagem de apresentar características importantes para o âmbito do estudo dos fenômenos de separação, recirculação e recolamento de escoamentos turbulentos. A modelagem da turbulência realizada nesse estudo é baseada nas equações médias de Reynolds (RANS). Tal modelagem foi utilizada pelo fato de que a mesma não exige um esforço computacional elevado. Adicionalmente, um dos principais objetivos do presente trabalho é a comparação do desempenho dos diferentes modelos de turbulência utilizados em casos com separação, recirculação e recolamento do escoamento. Os modelos de turbulência que utilizam a metodologia RANS utilizados são os modelos de duas equações diferenciais parciais k-ω, k-ε, Shear Stress Transport k-ω (SST k-ω), Transition Shear Stress Transport e o modelo de fechamento de segunda ordem Reynolds Stress Model (RSM). Os resultados foram comparados com os dados da literatura experimental e numérica por meio da Simulação de Grandes Escalas (LES). Todas as simulações foram realizadas com um número de Reynolds na entrada do escoamento paralelo igual a 15.000, baseado na altura do canal h e na velocidade de entrada U0. A malha utilizada em todos os casos possui 1.500.000 elementos apresentando um maior refinamento na região próxima a entrada do escoamento jato e nas regiões próximas a parede. Os principais resultados analisados são campos de velocidade, campos de pressão, grandezas relacionadas à turbulência. Os modelos k-ε – Tratamento de Parede Aprimorado, k-ε - Tratamento de Parede Menter-Lechner obtiveram os resultados de ponto de recolamento mais próximos a literatura, entretanto, resultados imprecisos para grandezas de segunda ordem. O modelo RSM obteve os resultados mais próximos da literatura, principalmente para as grandezas de segunda ordem. 2021-05-25T17:38:06Z 2021-05-25T17:38:06Z 2018 Dissertação http://bdex.eb.mil.br/jspui/handle/123456789/9183 pt_BR Este exemplar é de propriedade do Instituto Militar de Engenharia, que poderá incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, micro filmar ou adotar qualquer forma de arquivamento. É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que esteja ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações, desde que sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa. Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do autor e dos orientadores. application/pdf
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