Análise de camadas limite turbulentas sobre superfícies rugosas. - Marsico, Francesco dos Santos (2008)
Este estudo propõe uma nova ferramenta numérica, que permite agilizar a análise de parâmetros característicos de camadas limites turbulentas sobre superfícies rugosas. Dados experimentais obtidos em túnel de vento são processados em um código desenvolvido em C++ e fornece resultados de parâmetros relevantes à caracterização da camada limite em tempo consideravelmente inferior àqueles tratados segundo procedimentos clássicos da literatura. O código numérico atua como interface entre os dados experimentais e os resultados dos parâmetros característicos. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma ferramenta numérica capaz de computar os resultados experimentais de perfis de velocidade fornecendo os valores das variáveis relevantes do processo. O algoritmo utiliza o conceito de deslocamento da origem e o de espessura da camada interna, e traça uma analogia entre as leis da parede para camadas limite sobre superfície lisa e sobre superfícies rugosas. Outra proposta é investigar, através dos resultados obtidos pelo processamento dos dados experimentais, as características de camadas limite turbulentas que se desenvolvem sobre superfície rugosa. Os dados experimentais disponíveis em Avelino (2000) são utilizados para validação do código numérico proposto. O comportamento do coeficiente de atrito e de outros parâmetros que caracterizam a camada limite são processados com auxílio da ferramenta numérica e apresentados neste trabalho. Os valores da tensão na parede e do deslocamento da origem para a camada limite são determinados pelo código, utilizando a metodologia proposta em Perry e Joubert (1963). Os resultados fornecidos após processamento numérico dos dados experimentais apresentam concordância razoável com os resultados tratados graficamente. Uma análise de equilibrium do escoamento é realizada, indicando que o escoamento rapidamente atinge um segundo estágio de equilíbrio após a variação das condições superficiais. Também são apresentados os seguintes parâmetros integrais: fator de Clauser, espessura de quantidade de movimento e espessura de deslocamento. Os parâmetros globais apresentaram resultados coerentes.