Dissertação

{en_GB=Low-order modelling of laminar flow past a confined square cylinder} {} EVALUATED

{pt=A técnica de decomposição própria ortogonal (POD) é aplicada para caracterizar o escoamento à volta de um prisma quadrangular de comprimento infinito para diferentes números de Reynolds de modo a englobar o estado permanente e periódico no regime laminar. Cálculos numéricos foram realizados por meio do método dos volumes finitos de modo a obter o conjunto de dados instantâneos dos campos de velocidade e de pressão, para a implementação do POD. É demonstrado a partir da distribuição de energia dos modos POD que a frequência de oscilação depende do número de Reynolds, o que possibilita obter um intervalo de número de Reynolds no qual se observa o início da ocorrência da estrada de von Kármán. Adicionalmente, os modos espaciais são capazes de capturar as características principais do estado periódico, vórtices simétricos e antissimétricos são identificados no primeiro e segundo par dos modos POD, respetivamente. Além disso, a aproximação de ordem reduzida, construída por apenas o escoamento médio e combinação linear do primeiro par de modos, possibilita a representação do escoamento com boa precisão, dando ênfase à dominância das estruturas de vórtice alternado de von Kármán., en=The proper orthogonal decomposition (POD) technique is applied to characterize the flow past an infinite-length square cylinder for different Reynolds numbers in order to cover both stationary and periodic flow states in the laminar regime. Numerical computations have been performed by means of finite volume discretization to obtain the snapshot data-set of individual velocity and pressure fields, upon which the POD is implemented. It is shown from the energy distribution of the POD modes that the shedding frequency depends on the Reynolds number which allows to obtain a range of Reynolds number at which the onset of vortex shedding occurs. Additionally, the spatial modes are able to capture the main features of the periodic vortex-shedding state, both antisymmetric and symmetric vortices are identified in the first and second pairs of POD modes respectively. Furthermore, the low-order approximation constructed only with the mean flow and a linear combination of the first mode pair can represent the numerical flow with good accuracy, emphasizing the dominance of the alternate von Kármán vortex structures.}
{pt=decomposição própria ortogonal, aproximação de ordem reduzida, estrada de von Kármán, en=proper orthogonal decomposition, low-order approximation, vortex-shedding}

Julho 1, 2020, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

Ville Vuorinen

Universidade Aalto

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

José Carlos Fernandes Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático