Efeito de uma caviadade na transição natural para turbulência em uma camada limite

• Processo: 17/23622-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: Marcello Augusto Faraco de Medeiros
• Beneficiário: Marcello Augusto Faraco de Medeiros
• Pesquisador Anfitrião: Vassilios Theofilis
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Liverpool, Inglaterra
• Assunto(s): Instabilidade hidrodinâmica Dinâmica dos fluidos computacional Camada limite Simulação numérica direta
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: camada limite | Instabilidade hidrodinâmica | Mecânica dos Fluidos Computacional | Simulação numérica direta | Transição laminar-turbulento | camada limite

Resumo

A proposta constitui um projeto de pesquisa a ser desenvolvido na Universidade de Liverpoolsob a supervisão do Prof. Theofilis. O tópico é o efeito de uma cavidade na transiçãopara turbulência em uma camada limite ompressível sobre uma placa plana. A transição é um mportante tópico na redução do arrasto dos aviões e a previsão do ponto de transição ainda é um desafio. As imperfeições superficiais afetam a transição e tornam a previsão ainda mais difícil.Entre os muitos tipos de imperfeições que existem, a cavidade é aparentemente a menos pesquisa. No entanto, os poucos estudos disponíveis na literatura relatam um processo muito complexo, com fenômenos diferentes para diferentes faixas de parâmetros do escoamento. Existem algumas indicações de que o processo pode estar associado a instabilidades da própria cavidade. Pacotes de onda são muitas vezes observados em transição natural e são considerados um bom modelo para a transiçãoque ocorre em condições práticas. O proponente investigou a evolução de pacotes de ondas em camadas limites, enquanto o hospedeiro possui uma vasta experiência em instabilidade de escoamentos sobre cavidades. O trabalho combinará esses conhecimentos, envolvendo simulações numéricas diretas de pacotes de ondas em camadas limites com cavidades e a interpretação de resultados com a ajuda da análise de instabilidade global. O proponente e o anfitrião colaboraram com sucessona supervisão de um estudante de doutorado e um estudante de mestrado em dois projetos, um nocontexto do programa FP7 Marie-Curie / UE e outro em um programa de professor visitante apoiado pelo CNPq. As ferramentas numéricas que serão utilizadas no projeto já estão disponíveis no grupo de pesquisa proponente, nomeadamente o código DNS e o códigos de análise de instabilidade, o último sendo desenvolvido em uma dissertação de mestrado que se encerrará em 2017 em colaboração com o professor Theofilis. O projeto visa desenvolver ainda mais as ferramentas e iniciar um programa de pesquisa neste tópico que possa estabelecer um roteiro para uma colaboração a mais longo prazo no campo envolvendo intercâmbio de alunos experimentos no túnel de vento de baixa turbulência acústico recentemente construído na USP com suporte da FINEP. O projeto também se beneficiará do supercomputador recentemente construído na Universidade de Liverpool, do qual o prof. Theofilis é responsável por grande parte e tem acesso à máquina completa.

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)

MATHIAS, MARLON SPROESSER; FARACO DE MEDEIROS, MARCELLO AUGUSTO. Optimal computational parameters for maximum accuracy and minimum cost of Arnoldi-based time-stepping methods for flow global stability analysis. THEORETICAL AND COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS, v. 36, n. 6, p. 24-pg., 2022-11-06. (17/23622-8, 18/04584-0, 19/15366-7, 13/07375-0)

MATHIAS, MARLON SPROESSER; MEDEIROS, MARCELLO A. F.. The effect of incoming boundary layer thickness and Mach number on linear and nonlinear Rossiter modes in open cavity flows. THEORETICAL AND COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS, v. 35, n. 4, MAY 2021. (17/23622-8, 13/07375-0, 18/04584-0)