[en] NUMERICAL SOLUTION OF COMPRESSIBLE AND INCOMPRESSIBLE FLOW IN IRREGULAR GEOMETRIES - ERNESTO RIBEIRO RONZANI (2011)
[pt] Este trabalho propõe um método numérico de solução de escoamentos de fluidos compressíveis e incompressíveis a qualquer número de Mach em geometrias irregulares. Um sistema bidimensional de coordenadas curvilíneas não-ortogonais,coincidentes com os contornos físicos é utilizado. Os componentes cartesianos de velocidade são usados nas equações da quantidade de movimento e os covariantes na equação da continuidade. Seleciona-se a técnica de volumes finitos para discretizar as equações de conservação relacionadas aos princípios físicos, em regime permanente devido esta preservar a propriedade conservativa das equações e a sua con sistência física no processo numérico. Adota-se a configuração de malha co-localizada, avaliando-se todas as variáveis dependentes nos pontos centrais dos volumes são avaliados com esquemas Power-Law e Quick. Especial atenção é dada ao tratamento numérico das condições de contorno. O problema do acoplamento massa específica-pressão-velocidade é solucionado usando-se uma combinação das equações da continuidade, de quantidade de movimento linear e de uma equação de estado, gerando duas equações de correção da pressão. A primeira corrige a massa específica e a pressão, a segunda, o fluxo de massa e a velocidade. Propõe-se uma modificação da equação da correção da velocidade usando um termo de compensação do erro obtido na sua avaliação a fim de acelerar a convergência. Utilizam-se vários tipos de interpolação da massa específica na face, para minimizar as atenuações das variáveis, causadas pela falsa difusão. Para a solução das equações algébricas resultantes usa-se o algoritmo TDMA linha por linha e um processo de correção por blocos para acelerar a convergência. O método proposto é verificado em seis problemas testes, através da comparação com os resultados analíticos e numéricos disponíveis na literatura.