Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2581
Tipo: Tese
Título: Estudo da convecção forçada, natural e mista em escoamentos laminares e turbulentos utilizando o método de volumes finitos
Autor(es): OLIVEIRA, Márcio de
Primeiro Orientador: MENON, Genésio José
Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo teórico do escoamento laminar e turbulento, com transferência de calor por convecção forçada, natural e mista para diversas geometrias, usando o método de volumes finitos. São desenvolvidos vários códigos computacionais para os mais variados casos estudados. Nos problemas de convecção forçada são estudadas as seguintes geometrias: convecção num canal reto e num canal em U, ambos com e sem restrições, em regime laminar e turbulento. Nos problemas de convecção natural as geometrias estudadas são: cavidades retangulares considerando regime turbulento, sendo a superfície esquerda da cavidade aquecida e a superfície direita resfriada. As superfícies horizontais são consideradas adiabáticas; cavidades triangulares com diversas condições de contorno; cavidade retangular com um cilindro interno aquecido e convecção na superfície superior com o meio externo. Nos problemas de convecção mista são estudadas as seguintes geometrias: convecção mista em cavidades quadradas com abertura superior na superfície vertical esquerda para entrada do fluido e abertura inferior na superfície vertical direita por onde sai o fluido. Estas superfícies são isotérmicas e as superfícies horizontais são adiabáticas. As equações de conservação foram discretizadas através do método dos volumes finitos. Os modelos de turbulência utilizados e implementados nos códigos computacionais desenvolvidos são: modelo k-ω e modelos de turbulência sub-malha: modelo de Smagorinsky, modelo de Smagorinsk com termo de empuxo, modelo baseado na teoria de transferência de vorticidade e modelo sub-malha função estrutura de velocidade. O número de Nusselt local e médio são calculados para os diversos casos.
Abstract: A theoretical study of laminar and turbulent flow with heat transfer by forced, natural, and mixed convections is performed in this work using the finite volume method to approximate solutions to some different domains and, therefore, a few computational codes are developed in order to do that. When forced convection problems are concerned, the following situations are analyzed: laminar and turbulent convection in straight and U-shaped channels, both with and without restrictions. As for natural convection problems, the ones considered are: turbulent flow in rectangular cavities with the left, right, and horizontal walls being heated, cooled, and isolated, respectively. Some other geometries involving natural convection are studied such as triangular cavities submitted to many boundary conditions and a rectangular cavity with an internal heated cylinder and an upper surface with convection to the environment. In addition to the previous cases, there are still the mixed convection ones that are: square cavities with an upper inlet opening on the left vertical surface and a lower outlet opening on the right wall. These vertical surfaces with the openings are isothermal whereas the horizontal ones are adiabatic. The conservation equations are discretized through the finite volume method. The turbulence models which are implemented are: k-ω model and the sub-grid model (Smagorinsky model, Smagorinsky model with buoyancy terms, vorticity transfer theory model, and the sub-grid and velocity structure function model). Local and average Nusselt numbers are calculated for all the cases mentioned previously.
Palavras-chave: Convecção forçada
Convecção natural
Convecção mista
Turbulência
Simulação grandes escalas
Volumes finitos
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2581
Data do documento: 15-Jun-2005
Aparece nas coleções:Teses

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Tese_200529664.pdf2,28 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.