AED-25 Escoamentos viscosos

Apresentação em tema: "AED-25 Escoamentos viscosos"— Transcrição da apresentação:

1 AED-25 Escoamentos viscosos

2 De Euler para Navier-Stokes: o que muda?
Equações diferenciais têm termos a mais Tensões viscosas Arrasto de atrito Descolamento da camada limite Turbulência Condução de calor Aquecimento aerodinâmico Termos a mais: aumento da ordem da equação

3 De Euler para Navier-Stokes: o que muda?
Termos a mais: aumento da ordem da equação Impacto: Condições de contorno para a velocidade Euler: não-penetração N-S: não-penetração e não-escorregamento Aparecimento da camada limite para Reynolds elevado

4 Que malhas são apropriadas? (ex. 1)
Detalhe da malha e da solução (Mach local), Re=5000

5 Restrições de estabilidade numérica (CFL)
Pequenos elementos: passo de tempo é reduzido! - Maior custo computacional

6 Soluções estacionárias das equações de um fluido
Em geral deseja-se a solução de um escoamento em regime estacionário Objetivos: CL, CD, CM, CP, cf em regime permanente Sistemas de equações de um fluido: (1) Solução estacionária: (2) Numericamente: integrar (1) até que q pare de variar

7 Soluções estacionárias: estabilidade ou instabilidade?
Estabilidade da camada limite sobre uma placa plana Euler: Re → infinito; Camada limite estável para todas as frequências; SOLUÇÃO ESTACIONÁRIA É ESTÁVEL Navier-Stokes: Re finito SOLUÇÃO ESTACIONÁRIA PODE SER ESTÁVEL (LAMINAR) OU INSTÁVEL (TURBULENTA) F: frequência Estável (laminar) Estável Instável Estável

8 Estratégias computacionais: IF-THEN-ELSE
Se a solução estacionária é estável (laminar): Integração no tempo até solução convergir para regime estacionário (assim como p/ Euler) Exercício 1: NACA 0012, Re=5000, AoA = 1° Se a solução estacionária é instável (turbulência): Usar equação de Navier-Stokes com média de Reynolds (RANS) + modelo de turbulência OU Resolver Navier-Stokes não-estacionário 3D (Obs: Mesmo para perfil! Turbulência sempre 3D) DNS LES