| Título: | Análise de simulações computacionais de escoamentos turbulentos em torno de um corpo rombudo |
| Autor(es): | Dantas, Cayan Antunes |
| Orientador(es): | Pimenta, Bráulio Gutierrez |
| Assunto: | Fluidodinâmica computacional
Mecânica dos fluidos |
| Data de apresentação: | Set-2022 |
| Data de publicação: | 11-Mai-2023 |
| Referência: | DANTAS, Cayan Antunes. Análise de simulações computacionais de escoamentos turbulentos em torno de um corpo rombudo. 2022. 131 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022. |
| Resumo: | Pela grande frequência com que ocorrem na natureza e em diferentes aplicações de engenharia, o escoamento ao redor de corpos rígidos tem sido objeto de inúmeros estudos teóricos
e experimentais há mais de um século. Na mecânica dos fluidos, os corpos podem ser classificados quanto à sua forma geométrica como rombudos ou aerodinâmicos. O conhecimento e
estudos existentes sobre a aerodinâmica comprovam que o escoamento de ar em torno de corpos
rombudos é complexo e, portanto, são necessários esforços experimentais e computacionais para
entendê-lo completamente. A previsão correta da força de arrasto resultante da interação entre
um corpo rombudo e o fluido escoando em torno dele ainda constitui um dos problemas básicos
da mecânica dos fluidos e fluidodinâmica computacional. Apesar de existirem na literatura certos resultados experimentais do coeficiente de arrasto para o caso de uma esfera imersa em um
escoamento de ar, ainda não foram encontradas evidências ou resultados numéricos que reproduzissem os mesmos resultados encontrados experimentalmente, a não ser os resultados obtidos por
simulação numérica direta. Este trabalho teve como objetivo principal a reprodução numérica de
tais resultados experimentais utilizando o método numérico de volumes finitos; os programas de
fluidodinâmica computacional de simulação SU2, de geração de malha Ansys ICEM CFD e de
pós-processamento ParaView; e as metodologias de modelagem da turbulência RANS, URANS,
DES, DDES e ZDES. São apresentados, neste trabalho, conceitos fundamentais para uma me lhor compreensão da mecânica dos fluidos, aerodinâmica, métodos numéricos e modelagem de
escoamentos turbulentos. Apesar de não ter sido possível obter todos os resultados desejados,
este trabalho apresenta resultados satisfatórios e significantes para uma melhor compreensão dos
fenômenos resultantes da interação entre um corpo rombudo, neste caso a esfera, e o escoamento
de ar ao seu redor, e como as metodologias de modelagem da turbulência e programas utilizados
funcionam e são capazes de simular tais fenômenos. |
| Abstract: | Due to the great frequency with which they occur in nature and in different engineering
applications, the flow around rigid bodies has been the subject of numerous theoretical and ex perimental studies for over a century. In fluid mechanics, bodies can be classified according to
their geometric shape as bluff or aerodynamic. Existing knowledge and studies on aerodynamics
prove that an airflow around bluff bodies is complex and, therefore, experimental and computa tional efforts are needed to fully understand it. The correct prediction of the drag force resulting
from the interaction between a bluff body and the fluid flowing around it still constitutes one of
the basic problems of fluid mechanics and computational fluid dynamics. Although there are in
the literature certain experimental results of the drag coefficient for the case of a sphere immer sed in an air flow, no evidence or numerical results have yet been found that reproduce the same
results found experimentally, except for the results obtained by direct numerical simulation. The
main goal in this work is to reproduce, numerically, such experimental results using the numeri cal method of finite volumes; the computational fluid dynamics softwares for simulation SU2, for
mesh generation Ansys ICEM CFD and for post processing ParaView; and the RANS, URANS,
DES, DDES and ZDES turbulence modeling methodologies. In this work, fundamental concepts
for a better understanding of fluid mechanics, aerodynamics, numerical methods and modeling
of turbulent flows were presented. Although it was not possible to obtain all the desired results,
this work presents satisfactory and significant results for a better understanding of the phenomena
resulting from the interaction between a bluff body, in this case the sphere, and the air flow around
it, and how the turbulence modeling methodologies and programs used work and are capable of
simulating such phenomena. |
| Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2022. |
| Licença: | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta. |
| Aparece na Coleção: | Engenharia Mecânica
|
Todos os itens na BDM estão protegidos por copyright. Todos os direitos reservados.
