Avaliação de procedimentos numéricos para estudos de propagação de instabilidades e ondas acústicas

• Processo: 16/17507-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Leandro Franco de Souza
• Beneficiário: Raphael Leite de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, AP.CEPID
• Assunto(s): Aeroacústica Controle de ruídos Propagação das ondas Análise numérica Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeroacústica computacional | Métodos de alta ordem | Redução de Ruído | transporte de ondas | Aeroacústica

Resumo

O desempenho de câmaras de combustão de turbinas a gás e motores de foguete depende da interação entre a chama, o campo acústico e o campo hidrodinâmico. A geração e difusão de vorticidade devido a perturbações hidrodinâmicas modifica a frente de chama, resultando em oscilações na taxa liberação de calor. Essas oscilações excitam o campo acústico e hidrodinâmico, levando a um processo de auto-excitação que pode entrar em ressonância com as frequências naturais do combustor e implicar sua destruição. A simulação numérica destes fenômenos físicos requer um código que tenha como características baixa dissipação e dispersão numéricas, além ter implementadas condições de contorno que evitem a contaminação dos fenômenos a serem estudados através de reflexão nestes contornos. Focando em um código numérico que tenha estas características, o presente projeto visa implementar e estudar métodos numéricos de altas ordens espacial e temporal, além de filtros e condições de contorno apropriadas para simulação de transporte de ondas. Pretende-se trabalhar com uma equação de convecção e difusão unidimensional, investigando a fundo o comportamento das discretizações e condições de contorno. Os resultados desta investigação deverão ser aproximações e procedimentos numéricos que serão implementados em um código bi-dimensional já existente. Desta forma o bolsista desenvolverá habilidades de programação e análise numérica que deverão fortalecer a sua formação, atuando em áreas não contempladas por seu curso de graduação. (AU)