Galeria de exemplos de Mecânica Computacional

A maior parte dos problemas de mecânica de fluidos na Engenharia e, em especial na Engenharia de Reatores, envolve escoamentos turbulentos. Embora as equações de Navier-Stokes (transiente e 3D) conduzam a um modelo físico adequado para a descrição de fenômenos turbulentos, a aplicação das mesmas a problemas práticos é inviabilizada pelo fato de que as menores escalas espaciais e temporais envolvidas são muito pequenas para que possam ser resolvidas nos computadores atuais.

Uma metodologia para resolver problemas turbulentos que vem ganhando impulso é a chamada "Simulação das Grandes Escalas da Turbulência (Large Eddy Simulation)". Em nossa pesquisa empregamos formulações estabilizadas de elementos finitos para gerar os modelos para os fenômenos não resolvíveis pela discretização, os chamados "fenômenos sub-malha". Testada em problemas envolvendo escoamento cruzado sobre corpos de forma não aerodinâmica, como cilindros (seção circular e quadrada) e seção transversal do vão central da ponte Rio-Niteroi, a metodologia proposta apresentou resultados encorajadores quando comparada com resultados experimentais. A principal contribuição de caráter teórico alcançada foi a demonstração de que métodos estabilizados introduzem modelagem sub-malha inerente à própria formulação, abrindo possibilidades para definir diferentes modelos sub-malha a partir de variantes da metodologia estabilizada empregada nas análises.

Referências:

P.A.B. de Sampaio & A.L.G.A. Coutinho, Simulating Vortex Shedding at High Reynolds Numbers, In: The Proceedings of the 10th International Offshore and Polar Engineering Conference, Seattle-WA, USA, May 28-June 2, 2000 (J.S. Chung, M. Olagnon & C.H. Kim, Eds.), Vol. 3, pp. 461-466, ISBN 1-880653-49-4, International Society of Offshore and Polar Engineers, Cupertino-CA, USA, 2000.

P.A.B. de Sampaio, A.L.G.A. Coutinho & P.H. Hallak, Notes on the use of local time-steps in transient problems and time-space adaptive finite element computations of incompressible flows In: Proceedings of the European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering - ECCOMAS Computational Fluid Dynamics Conference - 2001, Swansea, UK., 2001.

P.A.B. de Sampaio, A.L.G.A. Coutinho, P.H. Hallak & M.S. Pfeil, Simulating Vortex Shedding around Bluff Bodies In: Proceedings of the Americas Conference on Wind Engineering - 2001, Clemson, USA., 2001.

Velocidade média no escoamento sobre obstáculo de seção transversal quadrada (Reynolds=22000). Comparação de nosso método (LES2D) com outros resultados numéricos e experimentais. Veja uma animação de escoamento cruzado sobre um cilindro (Reynolds=100000)- mpeg video

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