Tese: Simulação de Grandes Escalas da Bolha de Separação em Placas Finas a Pequeno í‚ngulo de Incidência
Aluno(a) : Luiz Eduardo Bittencourt SampaioOrientador(a): Angela Nieckele
Área de Concentração: Termociências
Data: 15/09/2006
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=9496@1
Resumo: Escoamentos aerodinâmicos externos sobre membranas e aerofólios finos sío de grande importância para a indústria aeronáutica e de turbomáquinas, e representam um enorme desafio para simulações numéricas, tendo em vista os diversos e complexos regimes de escoamento presentes, que incluem separação da camada limite induzida por uma geometria abrupta, transição da camada de mistura para regime turbulento, recolamento, relaminarização da camada limite, e formação de bolhas de recirculação primárias e secundárias. Uma maior compreensío sobre estas estruturas é obtida na presente investigação através da simulação numérica de grandes escalas (LES) do escoamento sobre placas planas e finas, com ângulos de incidência entre um e três graus e número de Reynolds superior a {$10^5$}. A necessidade do emprego de malhas nío uniformes, geralmente imposta por escoamentos externos, provoca instabilidades numéricas em esquemas nío dissipativos, sendo duas possíveis soluções analisadas nesse trabalho. A primeira delas é baseada num modelo de sub-malha tradicional, onde a estabilidade numérica é alcançada através de um esquema numérico misto, no qual o esquema de diferenças centrais é empregado em regiões com intensas atividades turbulentas, enquanto que um esquema dissipativo é empregado nas regiões onde a malha sofre grandes variações espaciais e a atividade turbulenta é desprezível. Uma segunda solução é proposta, a qual é baseada num termo de forçamento idealizado para atenuar apenas as menores escalas. Esta modelagem é inicialmente validada para casos simples e posteriormente é aplicada ao escoamento sobre a placa plana e fina, sendo entío comparada com a abordagem tradicional. Ambas as alternativas se mostraram adequadas, disponibilizando informações sobre o escoamento bem mais detalhadas e precisas do que as obtidas com metodologias numéricas, disponíveis na literatura, baseadas em média de Reynolds (RANS).