Estudo e implementação de esquema upwind na resolução de um modelo de dinâmica dos fluidos computacional em coordenadas generalizadas - Barba, Alessandra Negrini Dalla (2024)
Resumo: Desde a Antiguidade a humanidade sempre teve interesse em estudar o comportamento dos fluidos, mas foi a partir do século XVIII, com os estudos desenvolvidos por Leonhard Euler, Claude Navier, Simeon Poisson e George Stokes, é que as expressões matemáticas que regem o movimento de fluidos foram deduzidas, sendo resolvidas de forma mais expressiva a partir do desenvolvimento da computação científica, com o advento da área chamada de Dinâmica dos Fluidos Computacional No presente trabalho nosso objetivo é estudar o escoamento de fluidos incompressíveis, sem superfície livre, utilizando o sistema de coordenadas generalizadas Assim, abordaremos a geração de malhas e a representação das equações de Navier-Stokes e da continuidade neste sistema de coordenadas Discretizaremos as equações da quantidade de movimento por meio do método de diferenças finitas e aplicaremos um esquema upwind para aproximação dos termos convectivos Dentre vários esquemas existentes, trabalharemos com o de primeira ordem FOU (First Order Upwind) Por fim, será estabelecido um método numérico – uma versão simplificada do método MAC (Marker and cell) – com o objetivo de resolver problemas de escoamentos incompressíveis, comparando os resultados obtidos com os apresentados na literatura