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Title: Túneis de Vento Numéricos
Authors: Souza, Paulo Victor Santos
metadata.dc.contributor.advisor: Oliveira, Paulo Murilo Castro de
metadata.dc.contributor.members: Oliveira, Paulo Murilo Castro de
Salinas, Silvio Roberto de Azevedo
Moriconi, Luca
Aguiar, Carlos Eduardo Magalhães de
Muniz, Roberto Bechara
Issue Date: 18-Jul-2016
Abstract: Escoamentos viscosos não são, em geral, discutidos de maneira detalhada em cursos de física básica e geral. Isso se deve, em parte, ao fato de a equação de Navier-Stokes, que descreve escoamentos viscosos, admitir solução analítica apenas para alguns poucos casos, enquanto problemas mais sofisticados só podem ser resolvidos por meio de métodos numéricos. Nesta tese, apresenta-se um túnel de vento simulado, i.e., apresenta-se uma solução para equação de Navier-Stokes para o fluxo sobre um objeto de formato arbitrário inserido em um túnel de vento cuja velocidade pode ser controlada. O túnel possibilita ao usuário visualizar o escoamento sobre o objeto e a eventual formação de vórtices turbulentos atrás dele, os conhecidos vórtices de von Kármán. Ademais, propõe-se um método alternativo para calcular a força de arrasto. A confiabilidade do método é atestada pela comparação entre os resultados obtidos por meio dele e resultados experimentais conhecidos. Espera-se que estas duas contribuições possam subsidiar o professor e permitir que uma discussão mais elaborada de escoamentos viscosos seja realizada. As potencialidades do túnel e do método são exemplificadas por meio do estudo do escoamento sobre alguns objetos de formatos diferentes. Um link para o download dos programas que compõem o túnel é apresentado ao final do texto.
metadata.dc.description.abstractother: The flow of viscous fluids are not usually discussed in detail in introductory and general courses of physics. This is due in part to the fact that the Navier-Stokes equation, that describes the flow of viscous fluids, has analytical solution only for a few restricted cases, while more sophisticated problems can only be solved by numerical methods. In this thesis, it is presented a computer simulation of wind tunnel, specifically, it is presented a solution to the Navier-Stokes equation for the flow onanarbitrary object inserted in a wind tunnel whose speed can be controlled. The tunnel enables the user to vizualize the flow on theobject and the eventual formation of turbulent vortices behind it, the so-called von Kármánvortices. Furthermore, it is proposed an alternative method to calculate the drag force. The reliability of the method is demonstrated by comparing the results obtained using it with known experimental results.The expectation is that these two contributions can help the teacher in a more elaborate discussion of viscuous flows.The potential of the tunnel and the method are exemplified by the study of flows over some different objects. A link to download the programs that make up the tunnel appears at the end of the text.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6180
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