Estudo comparativo entre modelos de turbulência em canais

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Autor(es): dc.contributorOta, José Junji, 1951--
Autor(es): dc.contributorUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental-
Autor(es): dc.creatorAlmeida, José Rodolfo Machado de-
Data de aceite: dc.date.accessioned2019-08-22T00:01:50Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2019-08-22T00:01:50Z-
Data de envio: dc.date.issued2019-05-07-
Data de envio: dc.date.issued2019-05-07-
Data de envio: dc.date.issued2017-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/1884/60529-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/1884/60529-
Descrição: dc.descriptionOrientador: Prof. Dr. José Junji Ota-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 29/05/2017-
Descrição: dc.descriptionInclui referências: p.152-154-
Descrição: dc.descriptionÁrea de concentração: Engenharia de Recursos Hídricos-
Descrição: dc.descriptionResumo: Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre os resultados obtidos em 12 simulações numéricas computacionais bidimensionais realizadas com três diferentes modelos de turbulência: o de viscosidade turbulenta constante; o modelo tipo Elder; e, o modelo ?? ?? ??. Para a realização dessas simulações foi utilizado o software Telemac 2D. Esses resultados foram comparados com os obtidos em um estudo realizado por Yamakawa (2015) em canal experimental de seção transversal trapezoidal e constituído por trechos retos e por curvas. O objetivo principal dessa comparação é explorar como os modelos de fechamento de turbulência atuam na modificação do comportamento geral do escoamento simulado. Para subsidiar essas comparações adotaram-se testes estatísticos que buscaram quantificar as diferenças entre os campos de velocidades obtidos nas simulações e o observado no canal experimental. Os resultados obtidos mostraram que, apesar das limitações teóricas existentes, a utilização do modelo de fechamento de turbulência mais simples, ou seja, o de viscosidade turbulenta constante, pode conduzir a resultados tão bons ou melhores que os obtidos com os modelos mais sofisticados. Entretanto, foi verificado que a escolha da viscosidade turbulenta a ser adotada neste tipo de modelo não é simples, pois pode destoar significativamente dos valores obtidos em avaliações teóricas. Nesse sentido, o modelo ?? ?? ??, por ser mais geral, apresenta a grande vantagem de possuir coeficientes empíricos com variação tão pequena que a maioria dos pesquisadores consideram não necessitar de calibração. Por outro lado, foi observado que todos os modelos de turbulência verificados apresentaram alguma limitação devido ao fato de as simulações bidimensionais não serem capazes reproduzir as correntes secundárias que ocorrem na região das curvas. Para os modelos de viscosidade turbulenta constante e do tipo Elder, essa limitação pode ser compensada mediante o aumento artificial da viscosidade turbulenta. Esse procedimento, entretanto, prejudica a reprodução do escoamento nas demais localidades não influenciadas pelas correntes secundárias. Palavras-chaves: Turbulência. Modelos de turbulência. Simulações numéricas bidimensionais. Campo de velocidades-
Descrição: dc.descriptionAbstract: This work presents a comparative study between the results obtained in 12 twodimensional computational numerical simulations performed with three different turbulence models: constant turbulent viscosity; Elder type model; and, ?? ?? ?? model. The software Telemac 2D was used to perform these simulations. These results were compared with those obtained by Yamakawa (2015) in an experimental channel with trapezoidal cross-section and composed of straight stretches and curves. The main objective of this comparison is to explore how turbulence closure models affect the general behavior of the simulated flow. To support these comparisons, statistical analysis ware adopted to quantify the differences between the velocity fields obtained in the simulations and that observed in the experimental channel. The results showed that, despite the theoretical limitations, the use of the simpler turbulence closure model, that is the constant turbulent viscosity, can lead to results as good as or better than those obtained with the more sophisticated models. However, it was verified that the choice of turbulent viscosity to be adopted in this type of model is not simple, since it can be significantly different from the values obtained in theoretical evaluations. In this point of view, the ?? ?? ?? model has the great advantage of having empirical coefficients with such a small variation that most researchers consider that this model does not require calibration. On the other hand, it was observed that all turbulence models presented some limitation due to the fact that the two-dimensional simulations were not able to reproduce the secondary currents that occur in the region of the curves of the channel. For constant turbulent viscosity and Elder type models, this limitation can be compensated by adopting a higher value for the turbulent viscosity. This procedure, however, impairs the reproduction of the flow in the locations that are not affected by the secondary currents. Key-words: Turbulence. Turbulence models. Bi-dimensional numerical simulations. Velocity field-
Formato: dc.format159 p. : il. (algumas color.).-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Palavras-chave: dc.subjectEscoamento turbulento-
Palavras-chave: dc.subjectTurbulencia-
Palavras-chave: dc.subjectRecursos Hídricos-
Título: dc.titleEstudo comparativo entre modelos de turbulência em canais-
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