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Title: Simulação de deslocamento da camada limite com técnicas de prevenção baseadas em injeção e sucção de massa
Authors: Schor, Fabio Jose
metadata.dc.contributor.advisor: Thompson, Roney Leon
metadata.dc.contributor.advisorco: Sampaio, Luiz Eduardo Bittencourt
metadata.dc.contributor.members: Moreira, Roger Matsumoto
Araujo, João Felipe Mitre de
Issue Date: 22-Sep-2015
Abstract: Nas últimas décadas foram propostas várias técnicas de controle de escoamento para aumentar a eficiência e estabilidade aerodinâmica. Muitas dessas técnicas envolvem controle por sucção e injeção de massa, os quais são eficientes, porém difíceis de serem aplicadas em escoamentos reais. Recentemente, mecanismos de controle envolvendo jatos oscilatórios com balanço neutro de massa se mostraram factíveis em aplicações industriais e eficientes no controle da separação da camada limite. Métodos computacionais têm sido extensamente utilizados para computar escoamentos oscilatórios. O objetivo do presente trabalho é simular o escoamento incompressível ao redor de uma geometria propensa ao desprendimento da camada limite, onde técnicas de controle de fluxo baseadas em sucção e injeção de massa são aplicadas imediatamente antes da separação e os efeitos na bolha de recirculação são analisados. As equações médias de Reynolds (RANS) e o modelo de turbulência κ-ε com tratamento próximo a parede foram escolhidos para descrever o escoamento. São descritas as etapas necessárias para se montar um modelo numérico, a teoria envolvida na separação da camada limite e o método dos volumes finitos. Os resultados mostram qualitativamente e quantitativamente os efeitos do controle de fluxo. O controle oscilatório resulta em um recolamento da camada limite em um ponto anterior ao caso sem controle de fluxo e posterior ao caso com controle por sucção. O modelo de turbulência κ-ε falhou em prever corretamente os pontos de recolamento.
metadata.dc.description.abstractother: In recent decades, it has been proposed various flow control techniques to increase efficiency and aerodynamic stability. Many of these techniques involve control by suction and injection mass, which are efficient, but difficult to apply in real flows. Recently, control mechanisms involving oscillating jets with neutral balance mass proved doable and efficient in industrial applications to control the separation of the boundary layer. Computational methods have been widely used for computing oscillatory flow. The objective of this study is to simulate the incompressible flow around a geometry prone to detachment of the boundary layer, where flow control techniques based on suction and injection of mass are applied immediately before separation and the effects in the recirculation bubble is analyzed. The Reynolds Average Navier-Stokes equations (RANS) and the κ-ε turbulence model with enhanced wall treatment were chosen to describe the flow. This work describes the steps required to construct a numerical model, the theory involved in the separation of the boundary layer and the finite volume method. The results qualitatively and quantitatively show the effects of flow control. The oscillatory control results in a reattachment of the boundary layer at a point prior to the case without flow control and further to the case with suction control. The κ-ε turbulence model has failed to correctly predict the reattachment point.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/791
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