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Framework para dinâmica de fluidos computacional (CFD) baseado na formulação de Galerkin Descontínuo do método de elementos finitos

Processo: 06/56609-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de abril de 2007 - 31 de agosto de 2010
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Alberto Costa Nogueira Junior
Beneficiário:Alberto Costa Nogueira Junior
Empresa:Thorus Scisoft Tecnologia da Informação Ltda
Município: Campinas
Bolsa(s) vinculada(s):09/00742-1 - Framework para Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) baseado no formulação de Galerkin Descontínuo do método de elementos finitos, BP.TT
09/00736-1 - Framework para Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) baseado no formulação de Galerkin descontínuo do método de elementos finitos, BP.TT
06/60461-8 - Framework para Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) baseado na formulação de Galerkin descontínuo do método de elementos finitos, BP.PIPE
Assunto(s):Dinâmica dos fluidos  Dinâmica dos fluidos computacional  Turbulência  Método de Galerkin descontínuo  Método dos elementos finitos 

Resumo

Atualmente, a utilidade das simulações computacionais nos mais diversos ramos do conhecimento é algo indiscutível, e isso é particularmente verdadeiro no caso das engenharias. Nesse contexto, a Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) é de vital importância estratégica, dada sua ampla aplicação nas indústrias aeroespacial, automobilística, petrolífera e química. Problemas de interesse nessas áreas são tratados com sucesso através da solução numérica computacional das equações de Navier-Stokes com média de Reynolds (RANS). Contudo, a eficácia no uso das equações RANS depende fortemente do método de discretização espacial escolhido e do modelo de turbulência adotado. Tradicionalmente, tem-se empregado a técnica de Volumes Finitos (FV) para a discretização espacial em associação com algum modelo de turbulência linear. Recentemente porém, uma nova combinação de métodos tem se mostrado bastante promissora no cenário das aplicações para CFD: Galerkin Descontínuo (DG) de alta ordem para a discretização espacial com modelos de turbulência não-lineares ou baseados no Modelo de Tensão e Reynolds (RSM) por exemplo. Pesquisas recentes apontam o método FG como computacionalmente eficiente, altamente preciso, paralelizável, capaz de lidar com geometrias complexas e robusto em relação ao tipo de discretização do problema, fornecendo resultados de qualidade mesmo em malhas não-estruturadas de tetraedros. Os modelos não-lineares e do tipo RSM, por sua vez, têm fornecido excelentes resultados no tratamento de fenômenos turbulentos dentro de uma larga faixa de números de Reynolds, podendo ser utilizados em diferentes tipos de aplicações. O objetivo técnico do projeto é o de desenvolver um núcleo numérico que implemente o método de Galerkin Decontínuo de alta ordem para o tratamento de problemas de CFD modelados através das equações RANS com modelos de turbulência não-lineares e RSM. Esse núcleo numérico comporá um framework computacional (conjunto de bibliotecas computacionais integradas e documentadas de forma a fornecer os elementos necessários para a construção de uma aplicação) que incluirá também outras tecnologias necessárias à simulação: paralelismo, tratamento de malhas, integração e derivação numéricas e visualização de resultados. (AU)