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Publicação
Estudo numérico de escoamento turbulento numa confluência fluvial utilizando o modelo LES
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| 13 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
As confluências são zonas onde ocorre importante mistura entre os escoamentos
do canal principal (MC) e do canal secundário (TC). Estas zonas estão presentes
em diversos cursos naturais de água e aplicações de engenharia. As interações que
ocorrem entre os escoamentos desenvolvem uma estrutura turbulenta complexa
que pode apresentar, principalmente, seis características: a zona de estagnação,
de deflexão, de separação, de velocidade máxima, a camada de mistura (MI) e a
zona de recuperação. Os processos que ocorrem nos escoamentos em confluências
dependem de vários parâmetros, o que torna muito complexo o seu estudo. Deste
modo a simulação numérica constituí uma ferramenta importante para o estudo
deste tipo de escoamentos.
A presente dissertação tem como principal objetivo aplicar e validar o modelo
Large Eddy Simulation (LES) no estudo do escoamento turbulento numa confluência
fluvial. As simulações foram realizadas recorrendo ao software OpenFOAM
que, em conjunto com o solver pisoFOAM resolvem as equações de Navier-Stokes
com base no modelo LES.
Nesta dissertação o modelo numérico é validado comparando os seus resultados
com os dados experimentais. Os resultados numéricos apresentam boa concordância
com os dados experimentais e reproduzem todos os padrões de escoamento
importantes numa confluência. Concluindo-se assim, que o modelo LES simula
com precisão escoamentos 3D de confluências fluviais. A análise dos resultados
numéricos permitiu ainda concluir que aMI deve a sua formação às instabilidades
de Kelvin-Helmholtz e que o modelo LES é uma ferramenta necessária no estudo
de estruturas turbulentas instantâneas.
Descrição
Palavras-chave
Large Eddy Simulation (LES) confluência fluvial estrutura turbulenta camada de mistura (MI) OpenFOAM