Governo Federal

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
MÉTODOS NUMÉRICOS EM ENGENHARIA (40001016030P0)
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO JATO PLANO TURBULENTO COM O EMPREGO DO MÉTODO DE FILTRAGEM LAGRANGEANA.
ANA PAULA KELM SOARES
DISSERTAÇÃO
21/06/2013

O Método de Filtragem Lagrangeana (MFL) é um método destinado à simulação numérica de escoamentos turbulentos baseado na filtragem espacial das equações de Navier-Stokes escritas no referencial Lagrangeano. A filtragem se dá implicitamente através da discretização das equações em diferenças finitas. A grande vantagem da utilização do referencial Lagrangeano é que, neste referencial, as não-linearidades das equações não são explicitadas. Com isso, é possível filtrar as equações sem que haja necessidade de se utilizarem parametrizações de processos subgrade. No presente trabalho, o MFL foi utilizado na simulação do jato plano turbulento, com o objetivo de mostrar a capacidade deste método em simular este tipo de escoamento turbulento. Foram realizadas simulações com número de Reynolds entre 2.970 e 10.000. Os resultados se mostraram, de forma geral, satisfatórios quando comparados com resultados teóricos e experimentais. Além disso, o modelo foi capaz de simular adequadamente o espectro de energia. O MFL também se mostrou computacionalmente eficiente e competitivo com outros métodos se simulação de escoamentos turbulentos usualmente utilizados.

Metodo de Filtragem Lagrangeana; turbulencia; jato plano turbulento.
The Method of Lagrangian Filtering (MLF) is a numerical method for simulation of turbulent flows based on spatial filtering of the Navier-Stokes equations in the Lagrangian frame of reference. The filtering is done implicitly, using the discretization of the equations by finite differences. The great advantage of using the Lagrangian frame of reference is that the nonlinearities of the equations are not explicited. Therefore, it is possible to filter the equations without the need of using parameterization of subgrid processes. In the present work, the MLF was used to simulate the turbulent plane jet, in order to illustrate the ability of this method on simulating this type of turbulent flow. Simulations were performed with Reynolds number between 2.970 and 10.000. The results were, in general, satisfactory when compared with theoretical and experimental results, and the model was able to simulate properly the energy spectrum. The MFL was also computationally efficient and competitive when compared with other methods of turbulent flow simulation.
Method of Lagrangian Filtering; turbulence; turbulent plane jet.
01
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Contexto

MECÂNICA COMPUTACIONAL
DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL
-

Banca Examinadora

RICARDO CARVALHO DE ALMEIDA
Sim
Nome Categoria
CESAR JOSE DESCHAMPS Participante Externo
CARLOS HENRIQUE MARCHI Docente

Vínculo

Bolsa de Fixação
Outros
Ensino e Pesquisa
Não