DESENVOLVIMENTO DE UM CÓDIGO EULER PARA ESCOAMENTO COMPRESSÍVEL EM REGIMES SÔNICO E SUPERSÔNICO

DESENVOLVIMENTO DE UM CÓDIGO EULER PARA ESCOAMENTO COMPRESSÍVEL EM REGIMES SÔNICO E SUPERSÔNICO

Gonçalves, H. L.; VIANNA, S. S. V.

Artigo:

A simulação de escoamentos é uma área de estudo de enorme relevância na Engenharia Química, e a segurança de processos é um aspecto de preocupação, principalmente no que tange a incêndios e explosões. Em ambos os casos, modelar corretamente o fenômeno depende fortemente do escoamento turbulento e da taxa de mistura em nível molecular, sendo que o último viabiliza a reação química através do contato entre combustível e oxidante. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta os resultados de uma ferramenta computacional desenvolvida para modelar escoamentos em altas velocidades. O programa, baseado na equação de Euler, resolve as equações da continuidade e energia utilizando o método de Lax-Friedrichs e amortecendo as instabilidades através da técnica de viscosidade artificial. O método dos volumes finitos é aplicado em uma modelagem bidimensional e as equações são integradas via Runge-Kutta de quarta ordem, utilizando uma malha retangular. Os pontos da malha, bem como as conectividades, são escritos no padrão VTK (Visualization ToolKit), sendo então visualizadas no Paraview. Testou-se a técnica para diversas geometrias, tendo-se alguns resultados comparados com os de outros grupos de modelagem de fluidos, e a concordância obtida é satisfatória. O programa também apresentou bons resultados para geometrias curvas, capturando adequadamente regiões de descontinuidades.

A simulação de escoamentos é uma área de estudo de enorme relevância na Engenharia Química, e a segurança de processos é um aspecto de preocupação, principalmente no que tange a incêndios e explosões. Em ambos os casos, modelar corretamente o fenômeno depende fortemente do escoamento turbulento e da taxa de mistura em nível molecular, sendo que o último viabiliza a reação química através do contato entre combustível e oxidante. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta os resultados de uma ferramenta computacional desenvolvida para modelar escoamentos em altas velocidades. O programa, baseado na equação de Euler, resolve as equações da continuidade e energia utilizando o método de Lax-Friedrichs e amortecendo as instabilidades através da técnica de viscosidade artificial. O método dos volumes finitos é aplicado em uma modelagem bidimensional e as equações são integradas via Runge-Kutta de quarta ordem, utilizando uma malha retangular. Os pontos da malha, bem como as conectividades, são escritos no padrão VTK (Visualization ToolKit), sendo então visualizadas no Paraview. Testou-se a técnica para diversas geometrias, tendo-se alguns resultados comparados com os de outros grupos de modelagem de fluidos, e a concordância obtida é satisfatória. O programa também apresentou bons resultados para geometrias curvas, capturando adequadamente regiões de descontinuidades.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobec-ic-04-ms-087

Referências bibliográficas

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Como citar:

Gonçalves, H. L.; VIANNA, S. S. V.; "DESENVOLVIMENTO DE UM CÓDIGO EULER PARA ESCOAMENTO COMPRESSÍVEL EM REGIMES SÔNICO E SUPERSÔNICO", p-473-477. In: . São Paulo: Blucher, 2014.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobec-ic-04-ms-087