Simulação numérica do escoamento ao redor de um corpo de forma arbitrária, estacionado nas imediações de uma superfície plana, com o emprego do método de vórtices

RICCI, José Eugênio Rios

dc.creator	RICCI, José Eugênio Rios
dc.date.issued	2002-09-20
dc.identifier.uri	https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3519
dc.description.abstract	The aim of this work is to simulate numerically the two-dimensional, incompressible, unsteady flow around a body of arbitrary shape in the presence of a ground plane. The fluid is Newtonian, with constant properties. This problem can be considered as a preliminary study to analyze the global flow that develops in turbomachines due the rotor/volute interference. As an initial approximation, the rotor motion inside the volute can be interpreted as the motion of an airfoil in the vicinity of a ground plane. A new methodology using the discrete vortex method is presented, being possible to analyze the effects of the interaction of the airfoil and the ground-plane wakes. The airfoil surface is simulated by straight-line panels, with constant-strength vortex distribution. The vorticity generated on the airfoil and ground plane surfaces is replaced by Lamb vortices located near the surfaces. The wake dynamics is computed using the convection-diffusion splitting algorithm, where the convection process is carried out with a lagrangian second order time marching scheme (Adams-Bashforth scheme), and the diffusion process is simulated using the random walk method. The physical characteristics of the airfoil and ground-plane wake interaction are identified and analyzed; results for the aerodynamics loads are presented and comparisons are made with other results available in the literature.	pt_BR
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Itajubá	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Método de vórtices	pt_BR
dc.subject	Efeito solo	pt_BR
dc.subject	Cargas aerodinâmicas	pt_BR
dc.title	Simulação numérica do escoamento ao redor de um corpo de forma arbitrária, estacionado nas imediações de uma superfície plana, com o emprego do método de vórtices	pt_BR
dc.type	Tese	pt_BR
dc.date.available	2023-02-27
dc.date.available	2023-02-27T12:30:25Z
dc.date.accessioned	2023-02-27T12:30:25Z
dc.creator.Lattes	http://lattes.cnpq.br/5718165836447171	pt_BR
dc.contributor.advisor1	HIRATA, Miguel Hiroo
dc.contributor.advisor1Lattes	http://lattes.cnpq.br/3433967533514433	pt_BR
dc.contributor.advisor-co1	MANZANARES FILHO, Nelson
dc.contributor.advisor-co1Lattes	Lattes: http://lattes.cnpq.br/3703215687960139	pt_BR
dc.description.resumo	Este trabalho têm como objetivo analisar o escoamento, não permanente, de um fluido newtoniano em torno de um corpo de forma arbitrária, disposto nas proximidades de uma superfície plana. Este problema mais simples pode ser associado a uma primeira etapa da solução do escoamento global desenvolvido no interior das Máquinas de Fluxo, onde um rotor se desloca em relação à carcaça (voluta). O movimento do rotor dentro da voluta pode ser, em primeira instância, interpretado como o movimento de um aerofólio nas proximidades de uma superfície sólida. Neste trabalho, utiliza-se uma nova metodologia, que emprega o Método de Vórtices, para a análise do problema. Esta metodologia considera os efeitos da viscosidade e, como conseqüência, a dinâmica da vorticidade gerada na superfície do aerofólio e do solo, tornando possível a análise da intensa interação presente na esteira assim formada. A superfície do aerofólio é simulada por painéis planos sobre os quais se distribui vorticidade de densidade constante. Para viabilizar o tratamento numérico, a vorticidade, gerada nas vizinhanças do aerofólio e do solo, é discretizada com a utilização de vórtices de Lamb; este vórtice possui um núcleo, de raio σo, no interior do qual a vorticidade é distribuída segundo uma distribuição gaussiana . Um esquema puramente lagrangiano é adotado para simular a convecção destes vórtices. O processo de difusão é simulado usando o Método de Difusão Randômica. Os resultados das simulações numéricas permitem a identificação e análise dos mecanismos presentes, tal como o efeito cinemático, associado à aceleração do fluido em função da restrição ao escoamento e que atua no sentido de diminuir a sustentação, como também o efeito associado ao deslocamento do ponto de estagnação e que atua no sentido de aumentar a sustentação. O “efeito solo” resultante se dá no sentido do efeito predominante. As cargas aerodinâmicas são calculadas e comparadas com dados disponíveis na literatura.	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	RICCI, José Eugênio Rios. Simulação numérica do escoamento ao redor de um corpo de forma arbitrária, estacionado nas imediações de uma superfície plana, com o emprego do método de vórtices. 2002. 111 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2002.	pt_BR