Análise numérica da transição à turbulência em escoamentos de jatos circulares livres / Numerical simulation of the transition in free round jet flows / Numerical simulation of the transition in free round jet flows / Análise numérica da transição à turbulência em escoamentos de jatos circulares livres

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

O interesse em escoamentos do tipo jato é justificável por sua considerável importância tecnológica em aplicações industriais, sistemas de propulsão de aviões e aeronaves e processos de geração de ruídos. Em todas estas aplicações o controle do jato é determinante para a otimização dos processos ou mesmo para solução de problemas específicos. Diante desta motivação, o objetivo do presente trabalho consiste na análise física de jatos circulares livres através de simulações tridimensionais. A este objetivo somam-se análises da influência de diferentes tipos de perturbação sobre a formação e evolução das estruturas turbilhonares. Na primeira etapa de desenvolvimento do presente trabalho, as simulações foram realizadas utilizando dois códigos (LAYER2 e CIL3D), os quais empregam Simulação de Grandes Escalas (SGE) e esquemas numéricos de 2a ordem. Os resultados obtidos não permitiram atingir os objetivos propostos. Entretanto, foi possível concluir que esquemas numéricos de baixa ordem não são adequados para simular com detalhe o escoamento de jatos, o que também pode ser verificado em outros trabalhos. Resultados bem-sucedidos do ponto de vista da análise física foram obtidos através do código SPECTRAL, com o qual se realizou Simulação Numérica Direta empregando um método pseudo-espectral. Os resultados destas simulações permitiram evidenciar estruturas e fenômenos típicos dos escoamentos estudados, bem como compreender melhor os mecanismos de geração dos mesmos. A possibilidade do controle do jato através da imposição de diferentes perturbações às condições iniciais pôde também ser constatada. Os espectros de energia permitiram verificar a proximidade da região inercial do jato à inclinação de -5/3 e a região de decaimento do jato.

ASSUNTO(S)

análise da transição à turbulência mecânica dos fluidos analyze of turbulent transition jatos circulares engenharia mecanica round jets método pseudo-espectral turbulência pseudo-spectral methods

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