Influência do gradiente de pressão na transição de escoamentos sobre superfícies côncavas

• Processo: 11/08010-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Leandro Franco de Souza
• Beneficiário: Josuel Kruppa Rogenski
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 13/00553-0 - Influência do gradiente de pressão na transição de escoamentos sobre superfícies côncavas, BE.EP.DR
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Simulação numérica Coeficiente de pressão
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: gradiente de pressão | Métodos de alta ordem | Simulação numérica direta | Transição laminar-turbulento | Vórtices de Goertler | Mecânica dos Fluidos Computacional

Resumo

As características dos escoamentos que ocorrem em turbomáquinas são a tridimensionalidade, a ocorrência de separação da camada limite, a recolagem, relaminarização, instabilidade à transição laminar-turbulento, dentre outros efeitos físicos. Mas o quão importante é a transição para a indústria de turbomáquinas? Testes realizados em um compressormostram que a transição pode se estender por 60% da corda de uma pá de turbina. A capacidade de se prever corretamente o local da transição é indispensável para que seja obtida uma melhoria na eficiência das turbinas. O escoamento ao redor de uma pá de turbina, para estudo mais detalhado, pode ser dividido em duas partes: extradorso (parte convexa) e intradorso (parte côncava). Os fenômenos físicos observados em cada uma destas partes são distintos e podem ser estudados separadamente. No presente trabalho o foco é no intradorso de uma pá de turbina, portanto numa superfície côncava. Escoamentos sobre superfícies côncavas estão sujeitos à instabilidade centrífuga, podendo dar origem a vórtices longitudinais, conhecidos como Vórtices de Görtler. Estes vórtices são responsáveis por gerar distorções fortes nos perfis de velocidade. No caso de pás de turbina, o escoamento também está sujeito a um gradiente de pressão. O estudo detalhado do efeito deste gradiente na formação e no desenvolvimento dos Vórtices de Görtler é o principal objetivo deste projeto de pesquisa. Além do estudo da formação dos Vórtices de Görtler, deseja-se estudar também o efeito do gradiente de pressão na instabilidade secundária. Esta instabilidade secundária é a principal responsável pela transição à turbulência em escoamentos contendo Vórtices de Görtler. Para tal, será desenvolvido e implementado um código de simulação numérica direta espacial (DNS - do inglês Direct Numerical Simulation). Espera-se obter resultados que esclareçam o fenômeno físico em questão. (AU)

Publicações científicas

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(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)

PETRI, LARISSA A.; SARTORI, PATRICIA; ROGENSKI, JOSUEL K.; DE SOUZA, LEANDRO F.. Verification and validation of a Direct Numerical Simulation code. COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 291, p. 266-279, JUL 1 2015. (11/08010-0, 11/00647-9, 10/00880-2, 12/25121-2, 11/19215-1)

ROGENSKI, J. K.; PETRI, L. A.; DE SOUZA, L. F.. Effects of parallel strategies in the transitional flow investigation. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 37, n. 3, p. 861-872, MAY 2015. (10/00880-2, 09/03208-6, 13/00553-0, 11/08010-0)

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)

ROGENSKI, J. K.; DE SOUZA, L. F.; FLORYAN, J. M.. Non-linear aspects of Gortler instability in boundary layers with pressure gradient. Physics of Fluids, v. 28, n. 12, DEC 2016. (11/08010-0, 13/00553-0)

ROGENSKI, J. K.; DE SOUZA, L. F.; FLORYAN, J. M.. Influence of Pressure Gradients on the Evolution of the Gortler Instability. AIAA JOURNAL, v. 54, n. 9, p. 2914-2919, SEP 2016. (11/08010-0, 13/00553-0)

Publicações acadêmicas

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

ROGENSKI, Josuel Kruppa. Influência do gradiente de pressão na transição em escoamentos sobre superfícies côncavas. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.