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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

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)

4. Simulações IB com PVM

5. Aplicações da Metodologia


Instabilidades Rayleigh-Taylor

Jato

Cilindro rotativo

Trocadores de calor


Interação Fluido Estrutura

Fronteiras Móveis

Deposição de partículas



2.Estado da Arte

Métodos que utilizam malhas estruturadas

Métodos que utilizam malhas não estruturadas

Métodos da Fronteira Imersa

(Malha cartesiana)


3.Método da Fronteira Imersa (IB)



4. Simulações IB com PVM


Escoamentos livres sobre corpos estacionários

Re = 47

  • Um cilindro estacionário

Re = 5 . 105

  • Banco de cilindros estacionários

Re < 200


Escoamentos Forçados

  • Sobre geometrias complexas

  • Couette e Poiseuille

  • Canal com cavidade quadrada


Escoamentos com geometrias Móveis

  • Canal cilíndrico oscilante (deformável)

  • Um Cilindro rotativo

  • Esfera em queda livre

  • Cavidade forçada - Driven Cavity

  • Cavidade com fundo móvel


Transferência de Calor

  • Em uma placa com um furo central

  • Em um placa com nove furos


Um Cilindro Estacionário

Escoamentos livres

corpos estacionários







Geometrias Complexas

Escoamentos Forçados









Escoamentos em um conjunto canal-cavidade com fundo móvel

Evolução do campo de velocidade e dos vetores velocidades


Escoamentos com

geometrias móveis





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

Re=100


(c) (e) (f)

(d)

(b)

(a)

Re=250






Modelagem da Turbulência (e) (f)

URANS

DES

LES



Re = 100 (e) (f)

 = 40 o

 = 180 o


Desenvolvimentos 3D (e) (f)

  • Código numérico 3D -> LES et DES

  • Paralelização – Cluster Beowulf

    montado em casa in house with 10 PC 3Ghz

  • Cálculos até 10.000.000


Malhas euleriana e lagrangeana (e) (f)

Malha euleriana

Malha lagrangeana







r (e) (f)

F

3

3

r

1

F

r

2

2

F

1

r

P

Interação Fluido Estrutura

  • Esfera rígida ancorada por molas


Primeira lei de Newton

Newton’s Second Law:

Update of the body velocity:

Update of the body position:






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!!!


SLV-1 turbulentos em geometrias complexas móveis

SLV-2

Orifice Chamber

Exemplo de Aplicação da metodologia

e da metodologia LES para solução de um problema de engenharia


Exemplo de Aplicação da metodologia turbulentos em geometrias complexas móveis

e da metodologia LES para solução de um problema de engenharia


UFU turbulentos em geometrias complexas móveis

Universidade Federal de Uberlândia


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


Cooperacões Científicas Dinâmica dos Fluidos Computacional do LTCM – Laboratório de Transferência de Calor e Massa e Dinâmica dos Fluidos – FEMEC-UFU

  • Com a PETROBRAS – Gostaria de intensificar

  • EMBRAER

Supporte Financiero

  • CNPq/CTPETRO

  • CAPES

  • FAPEMIG