Dissertação

Calculation of the flow around hydrofoils at moderate Reynolds numbers EVALUATED

O efeito da região de transição de escoamento laminar a turbulento, que pode ser responsável por carateristicas importantes em escoamentos a baixos números de Reynolds, não é capturado pelos modelos de turbulência comuns, sendo assim ignorado na maioria dos cálculos computacionais. Recentemente foi proposto um novo modelo de transição que apresenta resultados promissores - o modelo gamma - Re-teta. Este modelo é facilmente implementado em códigos modernos graças à sua formulação local, contrariamente às alternativas até agora usadas. O objetivo desta tese é estudar o seu comportamento, avaliando a sua robustez numérica e comparando a solução obtida com resultados experimentais e uma solução de base recorrendo ao modelo de turbulência k - omega SST, já extensivamente validado. Como cálculo preliminar foi analisado o escoamento sobre uma placa plana em gradiente de pressão nulo, de modo a estudar a influência das quantidades turbulentas à entrada. Numa segunda fase foi simulado o escoamento em torno de três perfis sustentadores diferentes, por forma a avaliar a melhoria nos resultados causada pelo modelo adicional. Os resultados obtidos mostraram que o novo modelo é capaz de captar bolhas de separação laminar e transição natural revelando uma melhor modelação na maioria dos casos. No entanto, o comportamento numérico do modelo não apresenta boas características, devido a uma maior dificuldade na convergência iterativa e maior influência do erro de discretização. O modelo sofre ainda de uma sensibilidade elevada às condições de entrada da turbulência, agravada pelo decaimento exagerado das variáveis do modelo de turbulência.
Transição, Equações de Reynolds, Perfis Sustentadores, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelos de Turbulência

Dezembro 1, 2015, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Rego da Cunha de Eça

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar