Dissertação

Numerical Analysis of a Free Falling Wedge into Calm Water EVALUATED

Neste trabalho é apresentado um exercício de validação de um modelo matemático para o impacto de uma cunha bidimensional com 25º de ângulo de elevação baseado nos resultados experimentais obtidos por Lewis et al. (2010). Antes do processo de validação foi realizada uma análise às propriedades de convergência da solução numérica e determinada a influência da aproximação da derivada temporal, das dimensões do domínio e do tipo de malha, com o objetivo de reduzir a incerteza numérica. O modelo matemático utilizado assume fluidos incompressíveis, escoamento bi-dimensional e não inclui efeitos de tensão superficial e atrito na superfície da cunha sendo o fluido uma mistura de água e ar determinada pelo método Volume of Fluid (VOF). Foi verificada a existência de um desfasamento temporal entre os resultados numéricos e experimentais nos resultados obtidos para a evolução da pressão e da aceleração. Apesar deste desfasamento, verificou-se que os resultados numéricos e experimentais para as pressões máximas estão bastante próximos. Verificou-se também que isto acontecia para o tempo entre os valores máximos de pressão. No entanto, verificaram-se grandes diferenças relativamente à aceleração. No primeiro capítulo deste trabalho é apresentada a motivação para o mesmo e uma revisão de trabalhos anteriormente realizados. No segundo é descrito o modelo matemático utilizado. No terceiro e quarto são apresentados os resultados para o estudo de convergência e sensibilidade da solução numérica. O exercício de validação é apresentado no quinto capítulo. Por último, são referidas as conclusões e possíveis desenvolvimentos no sexto.
CFD, Impactos em água, Cunha 2D simétrica, Volume of Fluid, Verificação e Validação

Novembro 24, 2017, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Rego da Cunha de Eça

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar