Algoritmos em diferenças finitas para solução da camada limite hidrodinamica laminar com variaveis primitivas

AUTOR(ES)

Fabio Cerqueira Brandão

DATA DE PUBLICAÇÃO

1991

RESUMO

Este trabalho é voltado à investigação numérica do desempenho de diversos esquemas discretizantes em diferenças finitas, aplicados à solução da camada limite hidrodinâmica formada junto à 6uperfície de corpos imersos em escoamento laminar uniforme de um fluido com propriedades constantes sob regime permanente. O desenvolvimento destes esquemas é apoiado em aplicações ao problema de Blasius com variáveis primitivas, após a devida normalização das equações de governo. Para isto, a equação de similaridade de Blasius é resolvida numericamente com boa margem de precisão com o auxílio de uma rotina de Runge-Kutta de 4ª ordem. À equação da conservação da quantidade de movimento (momentum) aplica-se a diferenciação central para os termos da direção normal à superfície, em combinação com dois outros esquemas discretizantes para os termos da direção do escoamento principal a saber: dicretização à montante e discretização de três níveis. A discretização da equação da conservação da massa (continuidade) é obtida pelo emprego de esquemas à montante e de três níveis em ambas as direções. Além destes esquemas o clássico esquema de Crank &Nicholson é desenvolvido com vistas a se ter um padrão comparativo entre este que é o esquema mais amplamente aplicado nas soluções numéricas de problemas parabólicos sem solução similar, e os demais esquemas aqui propostos para o mesmo fim. Para a resolução dos sistemas de equações. dois diferentes métodos iterativos de substituição sucessiva são avaliados: um método para resolução ponto-a-ponto e outro para resolução coluna-a-coluna (método matricial tridiagonaJ). A resolução ponto-a-ponto é aplicada ao problema com equações de governo acopladas de forma a acelerar a convergencia. A acuidade dos algoritmos é novamente investigada por aplicações na resolução de dois outros problemas de camada limite: o escoamento em torno de um cilindro circular e o escoamento linearmente retardado sobre placa plana (problema de Howarth).

ASSUNTO(S)

algoritmos engenharia mecanica

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