Estudo da transição de escoamento causada pela estratificação estável em um escoamento de couette plano utilizando simulação de grandes turbilhões

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Schuster, Jean Jonathan
• Orientador(a): Costa, Felipe Denardin
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Engenharia
• Departamento: Campus Alegrete
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia; Escoamento; Mecânica dos fluidos; Turbulência; Engineering; Flow; Fluid Mechanics; Turbulence
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/3375

Em mecânica de fluidos podem destacar-se três tipos de escoamento, escoamento laminar, escoamento transicional e o escoamento turbulento, onde estes ocorrem em uma região denominada de camada limite, sendo está a região que sofre influência direta de uma superfície limítrofe. A existência de tal região ocorre sempre que há fluido em movimento, desde escoamentos em dutos, escoamento na foz de um rio e também no escoamento atmosférico sobre a superfície terrestre. O escoamento na camada limite atmosférica (CLA) é predominantemente turbulento, porém, após o pôr do sol, a incidência de radiação de ondas longas, originando uma camada limite estável (CLE). Nesta camada as escalas de turbulência podem ser diminuídas em praticamente todas as escalas sendo a produção de turbulência predominantemente mecânica. Em noites de céu claro e ventos fracos pode ocorrer forte estratificação das camadas adjacentes a superfície terrestre, o que faz com que a turbulência seja reduzida em várias ordens de grandeza, podendo ressurgir de forma abrupta e imprevisível. Esse fenômeno recebe o nome de intermitência global e ocorre de forma similar a transição laminar-turbulenta. Para tanto, fará-se uso de um método de simulação de grandes turbilhões onde as escalas de sub-grade serão parametrizadas através de um modelo de uma equação. Os resultados mostram que para um conjunto de parâmetros é possível reproduzir um escoamento intermitente semelhante ao observado em experimentos de túnel de vento e em dados obtidos de escoamentos naturais. Além disso, também foram encontradas evidências da existência de um fenômeno caótico para o escoamento intermitente, mas esse fato será levado apenas como uma hipótese pois essa ideia foge do escopo deste trabalho.