AnÃlise do escoamento no entorno da interface entre o meio limpo e o meio poroso.

AUTOR(ES)

Silva, Renato Alves da

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Este trabalho investiga o escoamento turbulento no entorno da interface entre um meio limpo e um meio poroso, com a finalidade de ajustar as condiÃÃes de contorno de salto de tensÃo cisalhante e de fluxo difusivo de energia cinÃtica de turbulÃncia, usada na abordagem macroscÃpica. Como modelo para o meio poroso, sÃo consideradas vÃrias geometrias compostas de hastes de formas diversas (haste cilÃndrica, haste elÃptica longitudinal e haste elÃptica transversal). O comportamento das propriedades do escoamento em funÃÃo da morfologia da estrutura porosa à analisado. As equaÃÃes que governam o escoamento sÃo numericamente resolvidas na fase lÃquida ao redor das hastes sÃlidas. O mÃtodo numÃrico empregado para a discretizaÃÃo das equaÃÃes à o mÃtodo dos volumes finitos com arranjo co-localizado num sistema de coordenadas generalizadas. O algoritmo PISO à usado para correÃÃo do campo de pressÃo. ApÃs a obtenÃÃo destes resultados, denominado resultados distribuÃdos, foi utilizado o conceito de mÃdia volumÃtrica, em uma cÃlula de cÃlculo para transferir os resultados distribuÃdos do domÃnio "microscÃpico" para o domÃnio macroscÃpico - denominado resultados integrados. A partir do ajuste de curva dos valores pontuais de velocidade e energia cinÃtica de turbulÃncia no meio poroso e no meio limpo, foram estimados os coeficientes de salto de tensÃo, à e de salto de fluxo difusivo de energia cinÃtica, Ãk. A metodologia de integraÃÃo desenvolvida para obtenÃÃo dos coeficientes de salto, alÃm de preservar a maioria das informaÃÃes do escoamento distribuÃdo, resulta em valores fisicamente coerentes de tensÃo e de fluxo difusivo de energia cinÃtica. Para os casos analisados, os valores do coeficiente de salto de tensÃo, Ã, que melhor acomodam a transferÃncia de quantidade de movimento na interface sÃo, Ã=1,4824, para escoamento laminar, e Ã=0,6536, para escoamento turbulento, evidenciando a dependÃncia do coeficiente de salto ao regime de escoamento. AlÃm disso, à apresentado o coeficiente de salto de fluxo difusivo de energia cinÃtica de turbulÃncia modificado, Ã#c=1,6244, que ajusta a troca de fluxo difusivo de (K)v entre as camadas de fluido acima e abaixo da interface, independentemente dos valores de porosidade, fc, analisados.

ASSUNTO(S)

escoamento turbulento materiais porosos condiÃÃes de contorno mecÃnica dos fluidos turbulÃncia controle de camadas limite anÃlise numÃrica mÃtodo de volume finito

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