Dissertação

Structured and unstructured finite volume calculations of a laminar and a turbulent axisymmetric jet flow EVALUATED

O clássico problema de um jacto axissimétrico foi escolhido para validar um código não-comercial baseado em volumes finitos. Um número de Reynolds igual a 300 foi escolhido para realizar as simulalões laminares. Uma comparação entre a solução analítica e numérica é descrita para verificação do código. Diferentes condições de fronteira são impostas às fronteiras laterais com o intuito de perceber a melhor abordagem para simular um jacto real. A ordem de convergência do código é também avaliada considerando malhas até 2 milhões de pontos. Simulações de Grandes Escalas são realizadas para estudar a evolução de um jacto em condições turbulentas, a um número de Reynolds de 25000. O modelo de Smagorinsky é utilizado para descrever as pequenas escalas. Os resultados são comparados com dados experimentais e resultados numéricos de alta ordem obtidos com resolução espectral com o objectivo de validação e verificação do código, respectivamente. A visualização de superfícies do contorno de Q e da magnitude da vorticidade permitem distinguir a evolução das estruturas coerentes características de jactos circulares. A média temporal do decaimento da velocidade ao longo da linha central e as tensões de Reynolds são algumas das quantidades comparadas com dados experimentais e resultados de Simulações de Grandes Escalas de referência. Simulações considerando malhas estruturadas e não estruturadas são também efectuadas numa tentativa de perceber as diferenças entre os resultados obtidos com cada uma das malhas.
Método de Volumes Finitos, Simulação de Grandes Escalas, Jacto Axissimétrico, Malhas Adaptativas, Validação, Verificação

Junho 20, 2014, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

Duarte Manuel Salvador Freire Silva de Albuquerque

Área Científica de Termofluídos e Tecnologias de Conversão de Energia (TTCE)

ORIENTADOR

José Carlos Fernandes Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático