[pt] DESENVOLVIMENTO DE MODELOS TURBULENTOS NÃO LINEARES BASEADOS NA MÉDIA DE REYNOLDS USANDO TENSORES OBJETIVOS

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: BRUNO JORGE MACEDO DOS SANTOS
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] TURBULENCIA; [pt] MODELO RANS NAO LINEAR; [pt] MODELO DE VISCOSIDADE TURBULENTA; [pt] ESCOAMENTO EM CANAL; [en] TURBULENCE; [en] NON-LINEAR RANS MODEL; [en] EDDY VISCOSITY TURBULENCE MODEL; [en] CHANNEL FLOW
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=52960&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=52960&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.52960

[pt] Modelos RANS (Reynolds Average Navier-Stokes) estão entre os modelos mais empregados para resolver escoamentos turbulentos, devido a seu baixo custo computacional. A maioria dos modelos RANS usa a aproximação de Boussinesq, baseada em uma relação linear entre a parte deviatórica do tensor de Reynolds e o tensor taxa de deformação, com a viscosidade turbulenta sendo o parâmetro positivo de proporcionalidade. Contudo, esses modelos falham em várias situações, e um grande esforço tem sido feito pela comunidade científica com intuito de melhorar a previsibilidade do modelo desenvolvendo modelos não lineares. Análises de modelos de ordem superior empregando tensores ortogonais objetivos têm mostrado que estes são muito promissores para melhorar a previsão dos componentes normais do tensor de Reynolds. No presente trabalho, modelos não lineares baseados no quadrado do tensor taxa de deformação e no tensor não persistência de deformação foram avaliados para uma faixa de número de Reynolds baseados na velocidade de atrito, variando de 395 até 5200. Novas funções de parede foram desenvolvidas, utilizando energia cinética turbulenta e o módulo do tensor taxa de deformação para determinar a velocidade e comprimento característicos. Além disso, um novo modelo turbulento de uma-equação baseado somente na equação de transporte da energia cinética turbulenta foi proposto juntamente com uma equação de fechamento algébrica para modelar a dissipação da energia cinética turbulenta. Os resultados dos modelos para escoamento em canal foram comparados com os dados DNS, apresentando uma melhor aderência aos dados DNS em comparação com os resultados de outros modelos RANS encontrados na literatura.