Estudo numérico de escoamento transicional sobre placa côncava com perturbações não estacionárias

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Takata, Adriano Sueke
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Análise não linear; Heat transfer; High order numerical simulations; Non linear analysis; Non-stationary disturbances; Perturbações não estacionárias; Simulação numérica de alta ordem; Stationary/non-stationary Görtler vortices; Transferência de calor; Vórtices de Görtler estacionário/não estacionário
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22072020-093945/

A geração dos vórtices de Görtler é o primeiro estágio do processo de transição laminar turbulento em um escoamento de camada limite sobre uma superfície côncava. Estes vórtices geram fortes distorções tanto no perfil de velocidade quanto no perfil de temperatura intensificando a taxa de transferência de calor e o coeficiente de arrasto em relação ao escoamento laminar. A fim de maximizar ou minimizar os efeitos dessas duas propriedades neste tipo de escoamento, há vários estudos com o intuito de entender os mecanismos da formação dos vórtices de Görtler para poder retardar ou antecipar a geração deles. Este trabalho investiga a evolução, a estrutura e a influência das perturbações não estacionárias em um escoamento de camada limite sobre uma superfície côncava através da simulação numérica com métodos de alta ordem de precisão. Os resultados mostram que quando o comprimento de onda transversal e a frequência temporal aumentam, o modo subharmônico estacionário (0,2) domina o escoamento gerando os vórtices de Görtler estacionários, caso contrário, o modo fundamental (1,1) domina o escoamento e os vórtices não estacionários são gerados. As perturbações não estacionárias retardam o surgimento os vórtices de Görtler, pois a taxa de crescimento do modo fundamental (1,1) diminui quando a frequência aumenta independentemente do comprimento de onda transversal. A taxa de transferência de calor e o coeficiente de arrasto são menores para os vórtices não estacionários do que para os vórtices estacionários.