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

Processo: 16/17507-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de abril de 2017
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2017
Área do 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

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)