Estatísticas de camadas limite turbulentas se desenvolvendo sob diferentes gradientes de pressão

• Processo: 22/00256-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: William Roberto Wolf
• Beneficiário: Leandro Júnio de Oliveira Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/01657-5 - Estudo dos efeitos de gradiente de pressão adverso em camadas limite turbulentas, BE.EP.MS
• Assunto(s): Camada limite Dinâmica dos fluidos computacional Turbulência Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: camada limite | Dinâmica dos Fluidos Computacional | turbulência | Simulação Numérica

Resumo

Camadas limite turbulentas ocorrem na maioria dos escoamentos com aplicações industriais e na natureza, e geralmente se desenvolvem sob gradientes de pressão que modificam suas propriedades de estabilidade e turbulência. Por exemplo, camadas limite em asas de aeronaves, rotores industriais e turbinas eólicas e a gás estão sujeitas a regiões de gradientes de pressão favoráveis e adversos, sendo estes últimos mais suscetíveis à separação. Neste trabalho, realizaremos simulações de grandes escalas (LES, do inglês Large Eddy Simulation) com resolução de parede para analisar as estatísticas de camadas limite turbulentas. Diferentes perfis de aerofólios com arqueamento serão analisados para entender os efeitos de gradientes de pressão adverso nas estatísticas dos escoamentos. Camadas limite serão analisadas para uma faixa de números de Mach subsônicos e números de Reynolds moderados. Um estudo de anisotropia será realizado através da análise do triângulo de Lumley, tensor de anisotropia das tensões de Reynolds, gráficos de dispersão de componentes de velocidade e funções de densidade de probabilidade. O papel do gradiente de pressão será avaliado em termos de balanços de energia cinética turbulenta, e técnicas de decomposição modal de escoamento serão empregadas para extrair estruturas turbulentas coerentes no escoamento. A importância dessas estruturas organizadas será investigada nas estatísticas da turbulência.