SimulaÃÃo de grandes escalas e simulaÃÃo hÃbrida RANS/LES do escoamento sobre o degrau com condiÃÃes de contorno turbulentas / Large-eddy simulation and hybrid RANS/LES simulation of the backwardfacing step flow with turbulent boundary conditions

AUTOR(ES)

Cleber Spode

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

A simulaÃÃo numÃrica de escoamentos turbulentos atravÃs da hipÃtese de Boussinesq à representada, atualmente, por duas grandes metodologias distintas, a SimulaÃÃo de Grandes Escalas (LES â Large-Eddy Simulation) e as EquaÃÃes MÃdias de Reynolds (RANS â Reynolds Averaged Navier-Stokes). Uma nova metodologia, chamada de HÃbrida RANS/LES, està em desenvolvimento, tirando proveito das potencialidades das metodologias tradicionais LES e RANS atravÃs de um Ãnico modelo. O presente trabalho trata da avaliaÃÃo das trÃs metodologias, LES, RANS e HÃbrida RANS/LES de modelagem da turbulÃncia atravÃs da simulaÃÃo numÃrica do escoamento turbulento sobre um degrau. Os modelos sÃo avaliados atravÃs deste escoamento, que apesar de simples geometricamente, à capaz de gerar um escoamento complexo, com regiÃes de escoamento parietal e cisalhante livre. Juntamente com a modelagem da turbulÃncia, um estudo de imposiÃÃo de condiÃÃes de contorno turbulentas na entrada do domÃnio utilizado revelou que tÃo importante quanto o modelo de turbulÃncia, as condiÃÃes de contorno empregadas modificam substancialmente os resultados obtidos. Foi implementado um modelo de geraÃÃo de contorno baseado no escalonamento de informaÃÃes internas do escoamento de forma a satisfazer estatÃstica e topologicamente o carÃter turbulento da condiÃÃo de contorno na entrada. Resultados para as trÃs metodologias revelam que a SimulaÃÃo de Grandes Escalas e mÃtodos HÃbridos RANS/LES apresentam descriÃÃes muito semelhantes para o escoamento turbulento sobre o degrau, diferindo dos resultados da metodologia RANS, onde momentos estatÃsticos de segunda ordem sÃo suprimidos, com ausÃncia de estruturas tridimensionais e transientes.

ASSUNTO(S)

modelagem da turbulÃncia rans boundary conditions mecÃnica dos fluidos condiÃÃes de contorno rans/les large-eddy simulation escoamento turbulento simulaÃÃo de grandes escalas turbulence modeling engenharia mecanica

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