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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Topology optimization of turbulent rotating flows using Spalart-Allmaras model

Texto completo
Autor(es):
Sa, Luis F. N. [1] ; Yamabe, Paulo V. M. [1] ; Souza, Bruno C. [1] ; Silva, Emilio C. N. [1]
Número total de Autores: 4
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Dept Mechatron & Mech Syst Engn, Escola Politecn, Av Prof Mello Moraes 2231, BR-05508030 Sao Paulo - Brazil
Número total de Afiliações: 1
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING; v. 373, JAN 1 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

The design of rotating fluid devices, such as flow machines, mixers, and separators, with a focus on performance improvement is of high interest. They usually operate under high Reynolds numbers featuring turbulent flows. In this research, the topology optimization model of turbulent flows is expanded by adapting the Spalart-Allmaras (SA) model with the Rotation/Curvature Correction to consider a density-based material model. This correction improves the turbulence evaluation when rotating frames are considered. The SA model considers the distance to the nearest wall to calculate the turbulent viscosity. However, in the TO, it uses the distance to the nearest solid element, which is calculated by using a novel Eikonal equation with a penalization model. The algorithm is implemented by using a finite element model to solve the state equations. The pyadjoint libraries are used to perform the automatic sensitivity derivation. The objective function considered minimizes energy dissipation. The algorithm is evaluated by performing the optimization of rotating flows with high Reynolds numbers. Several optimized topologies for different domains and angular velocities are shown. (C) 2020 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

Processo FAPESP: 16/19261-7 - Método de Otimização Topológica Aplicado ao Projeto de Rotores e Voluta de Dispositivos de Auxílio Ventricular
Beneficiário:Luís Fernando Nogueira de Sá
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 13/24434-0 - Sistemas propulsores eletromagnéticos para coração artificial implantável e dispositivos de suporte circulatório mecânico
Beneficiário:José Roberto Cardoso
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 14/50279-4 - Brasil Research Centre for Gas Innovation
Beneficiário:Julio Romano Meneghini
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia