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Estudo da convecção forçada, natural e mista em escoamentos laminares e turbulentos utilizando o método de volumes finitos

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dc.creator OLIVEIRA, Márcio de
dc.date.issued 2005-06-15
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2581
dc.description.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. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Convecção forçada pt_BR
dc.subject Convecção natural pt_BR
dc.subject Convecção mista pt_BR
dc.subject Turbulência pt_BR
dc.subject Simulação grandes escalas pt_BR
dc.subject Volumes finitos pt_BR
dc.title Estudo da convecção forçada, natural e mista em escoamentos laminares e turbulentos utilizando o método de volumes finitos pt_BR
dc.type Tese pt_BR
dc.date.available 2021-11-17
dc.date.available 2021-11-17T19:07:12Z
dc.date.accessioned 2021-11-17T19:07:12Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/7854923533452240 pt_BR
dc.contributor.advisor1 MENON, Genésio José
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/9829109756067050 pt_BR
dc.description.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. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IEM - Instituto de Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA pt_BR
dc.relation.references OLIVEIRA, Márcio de. Estudo da convecção forçada, natural e mista em escoamentos laminares e turbulentos utilizando o método de volumes finitos. 2005. 124 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2005. pt_BR


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