dc.creator |
MORÃES, Paulo Guimarães de |
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dc.date.issued |
2021-12-10 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2803 |
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dc.description.abstract |
This work numerically investigates new interference patterns on flows around two
circular cylinders aligned in tandem at subcritical Reynolds number regime. The origin
of these interference patterns is hitched to surface roughness effects; consequently, the
interactions viscous wake-body and viscous wake-viscous wake establish new vorticity
dynamics for the problem. Overall, the numerical results reveal the potentialities of the
present numerical approach to capture drag reduction accompanied of base pressure
increasing, intermittence of vortex shedding and wake destruction under certain
interference patterns. There is a lack of data published in the literature discussing
roughness interference on flows around cylindrical structures in cross flow, which
motived the present study. The analysis of the main numerical results enables important
conclusions and, mainly, contributes to science evolution. Two contributions of this
work can be highlighted: (i) implementation of an in-house vortex code to include
surface roughness effects from a two-dimensional Lagrangian vortex method with LES
type turbulence modeling, and (ii) implementation and parallel programming of the
vortex code using OpenMP with Fortran. The numerical results confirm that the present
model of surface roughness effects is much more sensitive than a simple two
dimensional turbulence modeling. However, the turbulence modeling provided earlier
the development of the model of surface roughness effects utilized in the present study.
The latter utilizes points set near every solid boundary combining the generation of
vortex elements and instantaneous change in the vorticity field into the boundary layer
by introducing momentum because of roughness protruding out of the surface. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Dois cilindros in tandem com modelo de rugosidade |
pt_BR |
dc.subject |
Redução de arrasto |
pt_BR |
dc.subject |
Intermitência |
pt_BR |
dc.subject |
Comportamento destrutivo de esteira |
pt_BR |
dc.subject |
OpenMP com Fortran |
pt_BR |
dc.subject |
Método de vórtices discretos |
pt_BR |
dc.title |
Estudo de efeitos de rugosidade superficial sobre escoamentos ao redor de dois corpos rombudos idênticos e alinhados in tandem utilizando o método de vórtices discretos |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2021-12-21 |
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dc.date.available |
2021-12-21T13:09:28Z |
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dc.date.accessioned |
2021-12-21T13:09:28Z |
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dc.contributor.advisor1 |
PEREIRA, Luiz Antonio Alcântara |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4661027552048116 |
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dc.description.resumo |
Este trabalho investiga numericamente o efeito de novos padrões de interferência sobre
escoamentos com números de Reynolds no regime subcrítico, os quais se desenvolvem
ao redor de dois cilindros circulares in tandem. Os novos padrões de interferência estão
atrelados à inclusão de efeitos de rugosidade e, consequentemente, as interações esteira corpo e esteira-esteira impõem nova dinâmica de vorticidade para o problema. Em
geral, os resultados numéricos indicam as potencialidades da abordagem numérica para
capturar redução de força de arrasto associada com aumento da pressão de base,
intermitência na geração de estruturas vorticosas e destruição de esteira, para certos
padrões de interferência. A literatura é escassa de resultados de escoamentos ao redor de
arranjos de cilindros com interferência de rugosidade, o que motivou este estudo. A
análise dos principais resultados numéricos permite tirar conclusões importantes e,
principalmente, propicia a evolução da ciência. Duas contribuições deste trabalho
podem ser destacadas: (i) implementação de um algoritmo para a inclusão de efeitos de
interferência de rugosidade, a partir de um método de vórtices puramente Lagrangeano
com modelagem de turbulência do tipo LES implementado em um código caseiro; e (ii)
aplicação de processamento paralelo usando OpenMP com Fortran para todos os casos
de testes. Os resultados numéricos ratificam que o modelo de rugosidade é mais
sensível para capturar fenômenos físicos do que somente a modelagem bidimensional
de turbulência. No passado, a modelagem de turbulência propiciou o desenvolvimento
do atual modelo de rugosidade, que, em essência, distribui pontos ao redor de um corpo
para combinar geração de vórtices discretos e mudança instantânea do campo de
vorticidades no interior da camada limite por injeção de quantidade de movimento. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
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dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
MORÃES, Paulo Guimarães de. Estudo de efeitos de rugosidade superficial sobre escoamentos ao redor de dois corpos rombudos idênticos e alinhados in tandem utilizando o método de vórtices discretos. 2021. 189 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021. |
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