Simulacão Numérica Direta de Escoamentos sobre Superfícies Côncavas com Transferência de Calor

• Processo: 10/00495-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Leandro Franco de Souza
• Beneficiário: Vinicius Malatesta
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Simulação numérica direta Métodos de alta ordem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle de escoamento transicional | Escoamentos com transferência de calor | Métodos de alta ordem | Simulação numérica direta | Transição laminar-turbulento | Vórtices de Gortler | Simulacão numérica de escoamentos transicionais com transferência de calor

Resumo

Escoamentos sobre superfícies côncavas estão sujeitos a instabilidade centrífuga, dando origem a vórtices longitudinais, conhecidos como Vórtices de Görtler. Estes vórtices são responsáveis por gerar uma distorções fortes nos perfis de velocidade. Como os vórtices são contra-rotativos, duas regiões surgem entre os mesmos: uma região de upwash e uma região de downwash. Na região de upwash o fluido próximo à parede é jogado para longe da mesma. Na região de downwash acontece o contrário, o fluido que se desloca a uma velocidade maior é jogado em direção à parede. Os vórtices se amplificam inicialmente de forma linear e à jusante quando a amplitude dos mesmos já é elevada, na região não linear de desenvolvimento dos mesmos, há a formação de uma estrutura do tipo cogumelo com a distribuição da componente de velocidade na direção principal do escoamento. Esta nova distribuição de velocidade é tridimensional e difere em muito da camada limite similar à obtida com a solucão das equacoes de Blasius. Levando-se em consideração a camada limite térmica, já foi observado que, na média, há um aumento de transferência de calor na direção da parede. No presente trabalho deseja-se verificar numericamente a transferência de calor na presença de Vórtices de Görtler. Para tal será desenvolvido e implementado um código de simulação numérica direta espacial (DNS - do inglês Direct Numerical Simulation). Espera-se com os resultados deste trabalho poder quantificar a transferência de calor, assim como comprender e explicar melhor as físicas tanto do escoamento quanto da transferência de calor. Pretende-se também verificar o que ocorre na transferência de calor quando os vórtices estão na região de instabilidade secundária. Pretende-se ainda realizar o controle do escoamento através de sucção a fim de maximizar a transferência de calor.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MALATESTA, VINICIUS; ROGENSKI, JOSUEL KRUPPA; DE SOUZA, LEANDRO FRANCO. Heat transfer enhancement via Gortler flow with spatial numerical simulation. INTERNATIONAL JOURNAL OF NUMERICAL METHODS FOR HEAT & FLUID FLOW, v. 27, n. 1, p. 189-209, 2017. (10/00495-1, 11/08010-0)

MALATESTA, V.; SOUZA, L. F.; LIU, J. T. C.. INFLUENCE OF GOERTLER VORTICES SPANWISE WAVELENGTH ON HEAT TRANSFER RATES. COMPUTATIONAL THERMAL SCIENCES, v. 5, n. 5, p. 12-pg., 2013-01-01. (10/00495-1)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MALATESTA, Vinicius. Simulação numérica direta de escoamentos sobre superfícies côncavas com transferência de calor. 2014. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.