SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ESCOAMENTO A BAIXO REYNOLDS SOBRE UM CILINDRO DE DIÂMETRO VARIÁVEL USANDO MFI / MFV

José Eduardo Santos Oliveira¹; Ana Lúcia de Lima e Silva¹; Aristeu da Silveira Neto¹; Gilmar Guimarães¹

¹ UFU

Resumo

É apresentada nesse trabalho a simulação de escoamentos sobre um corpo imerso de geometria variável no tempo. O escoamento é simulado através da solução numérica das equações de Navier-Stokes utilizando o método da fronteira imersa com o modelo físico virtual (MFI/MFV). Essa metodologia permite a modelagem de geometrias complexas imersas no escoamento. Como as malhas são totalmente independentes não existe restrição quanto à movimentação ou deformação do corpo. Desta forma a simulação do escoamento sobre superfícies móveis não apresenta nenhuma dificuldade adicional, como ocorre nos métodos clássicos. É então apresentada a simulação de escoamentos a baixos números de Reynolds sobre um cilindro de diâmetro variável, com várias velocidades de movimentação da fronteira a fim de avaliar o efeito transiente sobre o escoamento. O coeficiente de arrasto e o comprimento da bolha de recirculação são comparados com resultados em regime permanente, experimentais e numéricos encontrados na literatura. O modelo apresentou uma boa coerência física e concordância com os resultados de referência.

Palavras-chave: superfícies deformáveis; método da fronteira imersa; cilindro; coeficiente de arrasto