Formulações numéricas robustas para escoamentos compressíveis

• Processo: 23/08573-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: João Luiz Filgueiras de Azevedo
• Beneficiário: Frederico Bolsoni Oliveira
• Supervisor: Zhi Jian Wang
• Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa. Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Kansas, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 21/00147-8 - Um estudo de limitadores para formulações de alta ordem para escoamentos compressíveis, BP.DR
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Métodos de alta ordem Aerodinâmica computacional Choque
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aerodinâmica | Ajuste de Choque | Captura de Choque | Cfd | Dinâmica de Fluidos Computacional | Métodos de alta ordem | Aerodinâmica Computacional

Resumo

O presente projeto de pesquisa BEPE visa investigar, desenvolver e aprimorar a formulação de esquemas de alta ordem baseados no framework Flux Reconstruction/Correction Procedure via Reconstruction (FR/CPR) para capturar com precisão soluções descontínuas das equações de dinâmica dos gases. Esquemas de alta ordem, isto é, de terceira ordem de precisão espacial ou superior, podem ser muito atrativos para a simulação de fenômenos que requerem alta resolução espacial. Além disso, eles podem ser desenvolvidos de forma a ter quantidades muito bem controladas de dissipação artificial, o que os torna particularmente adequados para lidar com problemas em que diferentes escalar de energia devem ser representadas corretamente. O uso de esquemas de alta ordem para a solução de problemas gerais de dinâmica de fluidos está gradativamente ganhando popularidade, devido ao seu potencial de reduzir significativamente o número de elementos discretos necessários para manter a magnitude do erro de discretização espacial abaixo de um determinado patamar. Contudo, ao lidar com soluções descontínuas, como ondas de choque, a formulação deste tipo de esquema requer um tratamento especial para evitar problemas de origem numérica. As soluções disponíveis atualmente na literatura estão longe do ideal, estando sujeitas à introdução de outras desvantagens ao esquema numérico como um todo. Assim, o trabalho atual possui três objetivos principais. O primeiro é estudar e documentar as formulações atualmente disponíveis para lidar com esse tipo de problema numérico. O segundo é aprimorar as formulações existentes, propondo uma nova abordagem para a solução correta de estruturas descontínuas, como ondas de choque, ao utilizar esquemas de alta ordem criados utilizando o framework FR/CPR. Por fim, a formulação proposta deve ser implementada em um código computacional e testada em aplicações realistas de engenharia aeroespacial. Conclusões e principais contribuições decorrentes deste projeto de pesquisa serão documentadas e publicadas em anais de eventos e revistas científicas relevantes para a área. (AU)