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Título: Aplicação do método lagrangiano SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics ) para a solução do problema das cavidades
Autor(es): Pinto, Wesley José Nunes
Orientador: Chacaltana, Júlio Tomás Aquije
Palavras-chave: SPH
Cavidade quadrada
Método de partículas
Fluidodinâmica computacional
Funções de Lagrange
Fluid flow simulation
Shear-Driven Cavity Flow
Lagrangian Methods
Particle Method
SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics)
Data do documento: 19-Ago-2013
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: PINTO, Wesley José Nunes. Aplicação do método lagrangiano SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics ) para a solução do problema das cavidades. 2013. 129 f. Dissertação (Mestrado em Poluição do Ar, Recursos Hídricos, Saneamento Ambiental) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2013.
Resumo: Neste estudo foi aplicado do método numérico, sem malhas, baseado em partículas, denominado SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics). E um código numérico na linguagem computacional FORTRAN foi utilizado para solucionar as equações de Navier-Stokes. O clássico problema da literatura da dinâmica dos fluidos Computacional, denotado como problema da cavidade quadrada bidimensional (Shear-Driven Cavity Flow) , foi estudado com a intenção de verificar o comportamento do código numérico em relação a resultados específicos já existentes do assunto. O citado problema físico das cavidades abertas é amplamente empregado como benchmark, visando a validação do método numérico utilizado no trabalho desenvolvido na pesquisa. O trabalho de análise e validação do código numérico foi dividido em três seções: a primeira lista as localizações dos centros dos vórtices principais gerados pelo escoamento na aresta superior das cavidades; a segunda plota os perfis das componentes das velocidades centrais das cavidades; e a terceira: lista os desvios absolutos dos perfis das velocidades centrais do presente trabalho, comparados com dados de outros estudos. Constata-se que o método SPH apresentou boa acurácia nas simulações realizadas, obtendo boa concordância entre os resultados das simulações dinâmicas com os dados de referências, validando-se o modelo numérico proposto, tendo melhores resultados para baixos números de Reynolds
In this study, it was applied the numerical method, grid-free, based on particles named SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics). Also, a numerical code in the computer language FORTRAN was used to solve the Navier-Stokes Equations. This classic problem of the literature related to Computational Fluid Dynamics indicated as Shear-Driven Cavity Flow was studied to check the behavior of the numerical code regarding specific existing results. Such problem is highly used as Benchmark, aiming the validation of the numerical method used to develop the research. The analysis and validation of the numerical code was divided into three sections: the first one lists the location of the centre of the main vortex generated by the flow of the upper edge of the cavities; the second one plots the profiles of the components of the central speed of the cavities; the third one lists the absolute deviation of the profiles of the central speed of this study compared with other cases data. It is established that the SPH Method presented accuracy in the performed simulations, in a consonance between the results of the dynamic simulations and the reference data, thus the proposed numerical model was validated with better results for low Reynolds numbers
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6144
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