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UFU Universidade Federal de Uberlândia "Desafios em Problemas de Dinâmica dos Fluidos Computacionais – Métodos de Análise 04/01/2005.

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1 UFU Universidade Federal de Uberlândia "Desafios em Problemas de Dinâmica dos Fluidos Computacionais – Métodos de Análise 04/01/2005

2 1. Exemplos de Escoamentos industriais 2. Estado da Arte 3. Método da Fronteira Imersa (IB) Modelo Físico Virtual (PVM) 4. Simulações IB com PVM 5. Aplicações da Metodologia

3 Instabilidades Rayleigh-Taylor Trocadores de calor Cilindro rotativo Jato

4 Interação Fluido Estrutura Fronteiras Móveis Deposição de partículas

5 Interação Fluido Estrutura

6 Métodos que utilizam malhas não estruturadas 2. Estado da Arte Métodos que utilizam malhas estruturadas Métodos da Fronteira Imersa (Malha cartesiana)

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11 Método da Fronteira Imersa (IB) 3. Método da Fronteira Imersa (IB)

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14 Modelo Físico Virtual - PVM

15 4. Simulações IB com PVM

16 4Um cilindro estacionário 4Banco de cilindros estacionários Escoamentos livres sobre corpos estacionários Re < 200 Re = 47 Re =

17 4Sobre geometrias complexas Escoamentos Forçados 4Couette e Poiseuille 4 Canal com cavidade quadrada

18 Escoamentos com geometrias Móveis 4 Um Cilindro rotativo 4 Canal cilíndrico oscilante (deformável) 4 Cavidade com fundo móvel 4 Esfera em queda livre 4 Cavidade forçada - Driven Cavity

19 Transferência de Calor 4 Em um placa com nove furos 4 Em uma placa com um furo central

20 Escoamentos livres corpos estacionários Um Cilindro Estacionário

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22 Reynolds = 47

23 Re =

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25 Composição de Cilindros Estacionários Estacionários

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27 L=2,8d Reynolds = 200

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29

30 Re = 200

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33 Escoamentos Forçados Geometrias Complexas

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35

36 Couette-Poiseuille

37 Re = 250

38

39 Cavidade Quadrada

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42 Canal com Cavidade Quadrada

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44 Escoamentos em um conjunto canal-cavidade com fundo móvel Evolução do campo de pressão

45 Escoamentos em um conjunto canal-cavidade com fundo móvel Evolução do campo de velocidade e dos vetores velocidades

46 Escoamentos com geometrias móveis

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53 Aerofólios com pitching

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55 Esfera em Queda Livre

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57 (a) (b) (c) (d) (e) (f) Re=100

58 (a) (b) (c)(d) Re=250

59 Modelagem da Turbulência

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63 URANSDES LES

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65 Escoamentos externos sobre geometrias complexas

66 Re = 100 = 40 o = 180 o

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73 Desenvolvimentos 3D 4 Código numérico 3D -> LES et DES 4 Paralelização – Cluster Beowulf montado em casa in house with 10 PC 3Ghz 4 Cálculos até

74 Malhas euleriana e lagrangeana Malha lagrangeana Malha euleriana

75 Forças lagrangeanas

76 Linhas de corrente

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79 Esfera estacionária

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81 Interação Fluido Estrutura Esfera rígida ancorada por molas Esfera rígida ancorada por molas P 1 F 3 F 2 F 1 2 3

82 Esfera rígida ancorada por molas Esfera rígida ancorada por molas Primeira lei de Newton Newtons Second Law: Update of the body velocity: Update of the body position:

83 Esfera rígida ancorada por molas Esfera rígida ancorada por molas

84 Resultados Preliminares

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87 Análise de Problemas Físicos: DNS, LES e DES (híbrida) Análise de Problemas de Engenharia: família k-eps – para determinação de grandezas médias Análise de Problemas de Engenharia: LES e DES – para determinação de características físicas e estatísticas detalhadas Relação de custo benefício: depende de cada situação a ser analisada O maior custo é não ter a solução!!! Tendências em modelagem matemática de escoamentos turbulentos em geometrias complexas móveis

88 Exemplo de Aplicação da metodologia e da metodologia LES para solução de um problema de engenharia SLV-1 SLV-2 Orifice Chamber

89 Exemplo de Aplicação da metodologia e da metodologia LES para solução de um problema de engenharia

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92 UFU Universidade Federal de Uberlândia

93 Eu gostaria de agradecer à equipe de pesquisadores em Dinâmica dos Fluidos Computacional do LTCM – Laboratório de Transferência de Calor e Massa e Dinâmica dos Fluidos – FEMEC-UFU 3 Professores 3 pos doc 6 alunos de doctorado 2 alunos de mestrado 4 alunos de IC

94 Cooperacões Científicas Com a PETROBRAS – Gostaria de intensificar EMBRAER Supporte Financiero CNPq/CTPETRO CAPES FAPEMIG


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