Banca de DEFESA: Gabriel Ferraz Marcondes de Carvalho

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Gabriel Ferraz Marcondes de Carvalho
DATA : 13/02/2025
HORA: 14:00
LOCAL: UNIFEI (meet.google.com/cfh-gpgz-qkt)
TÍTULO:

Investigação do Escoamento ao redor de um Corpo Rombudo de Parede Hidraulicamente Rugosa e que Troca Calor com o Meio Fluido: Simulação Numérica Utilizando o Método de Partículas de Temperatura

PALAVRAS-CHAVES:

Método de partículas de temperatura. Método dos painéis. Carregamentos fluidodinâmicos. Forças de flutuabilidade. Modelagem de turbulência do tipo LES. Modelo de rugosidade superficial.

PÁGINAS: 130
RESUMO:

Este trabalho investiga os efeitos da rugosidade superficial na transferência de calor por convecção mista em um cilindro circular aquecido a uma temperatura constante para escoamentos bidimensionais com número de Reynolds subcrítico. A técnica utilizada é numérica e discretiza os campos de vorticidades e de temperaturas utilizando partículas, o que caracteriza uma descrição puramente lagrangiana. Os três tipos de interações entre partículas consomem um elevado tempo computacional, o que exige processamento paralelo no ambiente OpenMP- Fortran. Os efeitos são capturados por meio do estudo dos coeficientes de pressão, arrasto e sustentação, além dos números de Strouhal e de Nusselt para diferentes alturas de rugosidade superficial média. O trabalho contribui com a literatura científica de duas maneiras: i) implementação de um algoritmo acelerador para incorporar modelagem de turbulência do tipo LES para o campo de temperaturas, e ii) proposição de um modelo de rugosidade superficial para a camada limite térmica. Esta segunda contribuição é viabilizada pela modelagem de turbulência do tipo LES, permitindo que os efeitos rugosos sejam capturados nos coeficientes de pressão, arrasto e sustentação, e na transferência de calor para o meio fluido. Estes parâmetros são de grande interesse na engenharia para projetos de diversos aparatos sujeitos a escoamentos nos quais há troca de calor com o meio fluido. As simulações foram realizadas para número de Reynolds Re = 100.000, número de Prandtl Pr = 0,71, e alturas de rugosidade superficial média de e/D = 0,001 e 0,007. Os resultados mostraram que a transferência de calor por convecção mista impacta nos carregamentos fluidodinâmicos de modo complexo aumentando o coeficiente de arrasto e a transferência de calor via comportamento do número de Nusselt. Para este último adimensional, o valor obtido para a simulação no caso de parede hidraulicamente lisa apresentou uma maior diferença em relação ao valor experimental, mostrando a necessidade de se realizar um balanço de energia mais detalhado na camada limite térmica. Ao se incluírem efeitos rugosos, entretanto, observou-se o aumento no valor do número de Nusselt na mesma proporção dos resultados experimentais, indicando que o novo modelo de rugosidade bidimensional é sensível e fornece resultados fisicamente consistentes.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1446617 - LUIZ ANTONIO ALCANTARA PEREIRA
Interno - 2307914 - ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
Externo ao Programa - 3070984 - YOHAN ALI DIAZ MENDEZ - UNIFEIExterno à Instituição - ALEX MENDONÇA BIMBATO - UNESP-GUAR