Simulação numérica de escoamento turbulento em canal plano aletado submetido a forte gradiente de temperatura

Abstract

Este trabalho simula numericamente o escoamento turbulento num canal plano aletado, submetido à ação de um intenso gradiente de temperatura. A técnica numérica adotada é baseada em um algoritmo de elementos finitos para a discretização espacial do domínio de cálculo. A discretização temporal é implementada por um algoritmo semi-implícito sequencial baseado em diferenças finitas. O modelo de turbulência adotado é o • − ", complementado por quatro leis de parede de velocidade e por duas leis de parede de temperatura. Os resultados a serem obtidos são os campos de pressão, de velocidade longitudinal, de energia cinética turbulenta, da taxa de dissipação de energia cinética turbulenta e de temperatura. É feita uma análise comparativa hidrodinâmica e de transferência de calor entre as quatro leis de parede de velocidade com as duas leis de temperatura, confrontando os resultados obtidos com resultados experimentais. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work simulates numerically the turbulent flow which is established in a plane finned channel, under the action of an intense temperature gradient. Technic adopted is based on a finite elements algorithm for spatial discretization of the calculation domain. The temporal discretization is implemented by a sequential semi-implicit algorithm based on finite differences. The turbulence model adopted is the · − ", complemented with four velocity wall laws and two temperature wall laws. Results to be obtained are pressure, longitudinal velocity, turbulent kinect energy, turbulent kinect energy tax dissipation and temperature fields. It is done a hydrodynamic and a heat transfer analysis among the four velocity wall laws with the two temperature wall laws, confronting obtained results with experimental results.