Estudo de Escoamentos Turbulentos em torno de um Corpo Rombudo de Superfície Hidraulicamente Lisa ou Rugosa Utilizando o Método de Vórtices Discretos.

Abstract

O presente trabalho utiliza simulações numéricas bidimensionais na realização de um estudo detalhado sobre estruturas de esteiras e dinâmica de escoamentos ao redor de um cilindro circular. Com base no conceito físico de que superfícies rugosas podem estimular o desenvolvimento da turbulência nos escoamentos, é proposto um modelo de rugosidade associado ao modelo da função estrutura de velocidade de segunda ordem adaptado ao Método de Vórtices Discretos. O modelo submalha originário de um trabalho anterior necessitou de uma correção para que os fenômenos das escalas não resolvidas da turbulência fossem apropriadamente modelados. Apresenta-se uma comparação entre os padrões de escoamentos obtidos a partir de cilindros circulares de superfície hidraulicamente lisa e de superfície hidraulicamente rugosa, para demonstrar as potencialidades do modelo de rugosidade em simular fenômenos físicos; como exemplo, discute-se a crise do arrasto. Outro exemplo de aplicação do modelo de rugosidade desenvolvido analisa as características do escoamento ao redor de um cilindro circular estacionado nas imediações de uma superfície plana, lisa e móvel. Esta tese de doutorado contribui mostrando que modelos bidimensionais de superfícies hidraulicamente rugosas reproduzem bem as características de escoamentos a altos valores do número de Reynolds.