CREEM2023

CREEM 2023 - XXIX Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica

Solução numérica da transferência térmica em camada-limite turbulenta modelada segundo ondas quadradas aleatórias

Submission Author: João Marcos Agapito Moreira Fróes , MG
Co-Authors: João Marcos Agapito Moreira Fróes, Bruno Batista Gonçalves
Presenter: João Marcos Agapito Moreira Fróes

doi://10.26678/ABCM.CREEM2023.CRE2023-0028

 

Abstract

Este trabalho visa desenvolver e analisar detalhadamente uma solução numérica para a transferência de calor em turbulência na região de transferência de uma placa plana aquecida, a qual foi modelada bidimensionalmente segundo o método das ondas quadradas aleatórias. Para esse fim, foi utilizado o método de Runge-Kutta de quarta ordem. Entretanto, para aplicá-lo em um problema bidimensional, foi necessário adaptá-lo através de um método de otimização por séries de Taylor de duas variáveis, cujo desenvolvimento e implementação demandou extensas análises e trabalhos algébricos. As condições de contorno previamente disponíveis do modelo físico não eram suficientes para a inicialização da solução, e, por isso, outros procedimentos algébricos e de cálculo foram realizados com vista em determinar as condições restantes. Para a solução numérica, as coordenadas espaciais foram normalizadas em relação a comprimentos fictícios constantes arbitrariamente escolhidos, os quais representam os limites do domínio de solução retangular. A solução numérica obteve perfis de temperatura fisicamente coerentes e a evolução da camada-limite térmica possui razoável concordância com o método da integral de Von Kármán, resguardadas as diferenças entre perfis fluidodinâmicos e térmicos. Foi observado um comportamento anômalo da solução na região fronteiriça da camada-limite, o qual provavelmente está relacionado com o fato de que a função coeficiente de redução, que determina as amplitudes das flutuações em torno da média, foi admitida constante.

Keywords

Método OQA, Solução Numérica, Turbulência, Trânsferência de Calor, Camada Limite

 

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