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‣ Avaliação de métodos baseados em soluções numéricas das equações de Reynolds para a previsão do ruído de jatos turbulentos subsônicos

Rosa, Victor Henrique Pereira da
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 102 p.| il., grafs., tabs.
Português
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013.; Nesta dissertação são avaliados métodos que utilizam a solução numérica das equações de Reynolds para a previsão do ruído de jatos. As condições de escoamento são caracterizadas por número de Reynolds em torno de 106, números de Mach entre 0.50 e 1.00, jatos isotérmicos e aquecidos, originados por bocais circulares simples e coaxiais com e sem serrilhas. A previsão do ruído de jatos pode ser dividida em duas etapas: o cálculo da intensidade das fontes sonoras e a avaliação dos efeitos de refração sonora. Quatro métodos para cálculo da intensidade das fontes sonoras encontrados na literatura são implementados para fins de comparação, dois baseados na Equação de Lighthill e dois a partir das Equaçõoes Linearizadas de Euler. De forma geral, os resultados dos métodos baseados nas duas formulações apresentam boa concordância com dados experimentais, mas os métodos baseados na Equação de Lighthill possuem uma formulação mais simples e necessitam de um menor número de constantes empíricas. A técnica de traçado de raios é utilizada para avaliar a refração das ondas de pressão acústica emitidas por fontes do tipo monopolo localizadas em diferentes posições do jato. Três aspectos relacionados à refração são estudados em detalhes: (i) a dependência da zona de silêncio com a posição da fonte...

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

Souza, Ana Marta de
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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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...

‣ Simulação de grandes escalas de jatos periódicos temporais utilizando a metodologia psedo-espectral de Fourier; Large eddy simulation of periodic temporal jets using the Fourier pseudo-spectral method

Moreira, Leonardo de Queiroz
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
Português
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A turbulência nos fluídos é um dos problemas mais desafiadores da atualidade, em especial no que se refere às aplicações industriais que envolvem processos de mistura de componentes, transferência de calor, lubrificação e degelo, injeção de combustível em câmaras de combustão, sistemas de propulsão de aviões e aeronaves. Diante de considerável interesse, no presente trabalho objetivou-se a análise da transição a turbulência de jatos em desenvolvimento temporal a números de Reynolds moderados utilizando a metodologia LES. Primeiramente desenvolveu-se um código computacional ESPC3D, com alta ordem de resolução para simulação de escoamentos do tipo jatos em desenvolvimento temporal em transição e/ou turbulentos. O código foi desenvolvido no Laboratório de Transferência de Calor e Massa e Dinâmica dos Fluidos (LTCM). Resultados consistentes foram obtidos do ponto de vista da análise física utilizando o código ESPC3D, com o qual realizou-se simulações de grandes escalas empregando o método pseudo-espectral de Fourier. Os resultados das simulações permitem verificar a transição a turbulência bem como suas estruturas típicas. Foi possível também verificar a influência da modelagem da turbulência utilizando a metodologia LES...

‣ Modelagem matemática de jatos em desenvolvimento espacial usando a metodologia pseudoespectral de Fourier

Moreira, Leonardo de Queiroz
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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A busca por métodos de alta acurácia e alta taxa de convergência com a finalidade de resolver as equações de Navier-Stokes é de grande interesse para estudiosos de CFD. Essa busca é motivada, pois existem fenômenos físicos, como a turbulência nos fluidos, para os quais apenas metodologias que possuem uma alta acurácia permitem obter uma solução satisfatória da física que caracteriza o problema. A principal dificuldade encontrada em obter alta acurácia na solução das equações de Navier-Stokes é o custo computacional. Neste sentindo, no MFLab, uma nova metodologia começou a ser desenvolvida com os trabalhos de Mariano (2007), Moreira (2007), Mariano (2011). Ela é baseada no acoplamento da metodologia pseudo-espectral de Fourier (MPEF) juntamente com a metodologia da fronteira imersa (MFI). As principais particularidades do MPEF é a alta acurácia numérica, aliada com o baixo custo computacional em termo relativos, pois não é necessário resolver um sistema linear do acoplamento pressão-velocidade. Entretanto, ela é limitada a problemas com condições de contorno periódicas. Com o intuito de expandir a aplicabilidade da MPEF a outros problemas da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), ela foi acoplada à metodologia de Fronteira Imersa (MFI). A MFI é uma metodologia desenvolvida para simular escoamentos sobre geometrias complexas e móveis usando malha cartesiana. Normalmente...

‣ Resfriamento de uma placa de aço à alta temperatura por meio de um jato d'água circular

Leocádio Júnior, Hormando
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xviii, 101 f.| il., grafs., tabs.
Português
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica; Jatos d'água circulares são utilizados como um eficiente meio de controle de resfriamento de tiras laminadas a quente, devido ao elevado fluxo de calor extraído com o uso de equipamentos relativamente simples. A microestrutura e as propriedades mecânicas da tira de aço dependem do controle da taxa de resfriamento na mesa de saída do laminador. Portanto, determinar os coeficientes e os regimes de transferência de calor, que ocorrem durante a incidência de jato d'água sobre superfície de aço à alta temperatura, são fundamentais para o sistema de controle de resfriamento. Este trabalho apresenta um estudo experimental, analítico e numérico dos efeitos do resfriamento de um jato d'água circular subresfriado em uma placa de aço a elevadas temperaturas (600 a 900ºC). As características térmicas foram examinadas por meio de curvas de resfriamento, em função das diferentes condições de teste. Foi realizada uma análise numérica, usando o método inverso da condução de calor transiente, para calcular os fluxos de calor e o histórico de temperaturas na superfície de impacto do jato d'água...