Tese: Simulação de Escoamento Turbulento Complexo com Modelagem Clássica e de Grandes Escalas
Aluno(a) : José Diniz Mesquita AbrunhosaOrientador(a): Angela Nieckele
Área de Concentração: Termociências
Data: 08/04/2003
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4346@1
Resumo: Investigação da capacidade de previsío de modelos de turbulência baseados na modelagem estatística clássica e de grandes escalas é apresentada. A modelagem estatística clássica de turbulência (média de Reynolds) foi analisada, através da solução de escoamentos complexos, como, por exemplo, o escoamento turbulento em degrau (‘backstep’). Especial atenção foi dada aos modelos k-e de baixo Reynolds e as variantes renormalizadas (RNG). O comportamento dos vários termos da equação da energia cinética turbulenta na regiío da parede foram analisados em detalhes, especialmente o termo de difusío de pressío. Avaliou-se a importância da correta modelagem do termo de difusío de pressío sobre as predições dos modelos de baixo número de Reynolds, nas regiões de recirculação. Alguns modelos, propostos na literatura para o termo de difusío de pressío, foram também avaliados teórica e numericamente. A capacidade de previsío da metodologia de simulação de grandes escalas (LES por Large Eddy Simulation) também foi realizada. O desempenho do modelo de Smagorinsky para prever escoamentos limitados por fronteiras sólidas foi avaliado do ponto de vista computacional. Utilizou-se o método de volumes finitos para integrar tanto as equações médias de Reynolds quanto as equações LES. O escoamento turbulento em canal foi resolvido de modo bidimensional e tridimensional. Já o escoamento em degrau (‘backstep’) foi resolvido exclusivamente de modo bidimensional, enquanto o escoamento em um duto de seção quadrada foi simulado de modo tridimensional. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos pelos modelos de baixo Reynolds, analisando-se a relação custo-benefício.