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UFU. Universidade Federal de Uberlândia. "Desafios em Problemas de Dinâmica dos Fluidos Computacionais“ – Métodos de Análise. 04/01/2005. 1. Exemplos de Escoamentos industriais. 2. Estado da Arte. 3. Método da Fronteira Imersa ( IB ). Modelo Físico Virtual ( PVM ).

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Presentation Transcript
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UFU

Universidade Federal de Uberlândia

"Desafios em Problemas de

Dinâmica dos

Fluidos Computacionais“ – Métodos

de Análise

04/01/2005

slide2

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

slide3

Instabilidades Rayleigh-Taylor

Jato

Cilindro rotativo

Trocadores de calor

slide4

Interação Fluido Estrutura

Fronteiras Móveis

Deposição de partículas

slide6

2.Estado da Arte

Métodos que utilizam malhas estruturadas

Métodos que utilizam malhas não estruturadas

Métodos da Fronteira Imersa

(Malha cartesiana)

slide16

Escoamentos livres sobre corpos estacionários

Re = 47

  • Um cilindro estacionário

Re = 5 . 105

  • Banco de cilindros estacionários

Re < 200

slide17

Escoamentos Forçados

  • Sobre geometrias complexas
  • Couette e Poiseuille
  • Canal com cavidade quadrada
slide18

Escoamentos com geometrias Móveis

  • Canal cilíndrico oscilante (deformável)
  • Um Cilindro rotativo
  • Esfera em queda livre
  • Cavidade forçada - Driven Cavity
  • Cavidade com fundo móvel
slide19

Transferência de Calor

  • Em uma placa com um furo central
  • Em um placa com nove furos
slide20

Um Cilindro Estacionário

Escoamentos livres

corpos estacionários

slide33

Geometrias Complexas

Escoamentos Forçados

slide45

Escoamentos em um conjunto canal-cavidade com fundo móvel

Evolução do campo de velocidade e dos vetores velocidades

slide46

Escoamentos com

geometrias móveis

slide57

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

Re=100

slide58

(c)

(d)

(b)

(a)

Re=250

slide66

Re = 100

 = 40 o

 = 180 o

slide73

Desenvolvimentos 3D

  • Código numérico 3D -> LES et DES
  • Paralelização – Cluster Beowulf

montado em casa in house with 10 PC 3Ghz

  • Cálculos até 10.000.000
slide74

Malhas euleriana e lagrangeana

Malha euleriana

Malha lagrangeana

slide81

r

F

3

3

r

1

F

r

2

2

F

1

r

P

Interação Fluido Estrutura

  • Esfera rígida ancorada por molas
slide82

Esfera rígida ancorada por molas

Primeira lei de Newton

Newton’s Second Law:

Update of the body velocity:

Update of the body position:

slide87

Tendências em modelagem matemática de escoamentos turbulentos em geometrias complexas móveis

  • 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!!!
slide88

SLV-1

SLV-2

Orifice Chamber

Exemplo de Aplicação da metodologia

e da metodologia LES para solução de um problema de engenharia

slide89

Exemplo de Aplicação da metodologia

e da metodologia LES para solução de um problema de engenharia

slide92

UFU

Universidade Federal de Uberlândia

slide93

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
slide94

Cooperacões Científicas

  • Com a PETROBRAS – Gostaria de intensificar
  • EMBRAER

Supporte Financiero

  • CNPq/CTPETRO
  • CAPES
  • FAPEMIG