ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE DIFERENTES METODOLOGIAS DE MODELAGEM DA TURBULÊNCIA: URANS, DES e LES

José Eduardo Santos Oliveira¹; Ana Lúcia Fernandes de Lima e Silva¹; Francisco José de Souza¹; Gilmar Guimarães¹; Aristeu da Silveira-Neto¹

¹ Universidade Federal de Uberlândia

Resumo

Neste trabalho é apresentada uma extensão do método da fronteira imersa com o modelo físico virtual para simulações a altos Reynolds sobre cilindros estacionários. O escoamento é simulado através da solução numérica das Equações Médias de Reynolds e equações de Navier-Stokes filtradas, usando o método da fronteira imersa para modelar o cilindro. Esta metodologia permite modelar geometrias complexas imersas no escoamento, para isto são utilizadas duas malhas independentes: uma Euleriana para representar o fluido e uma Lagrangiana para modelar a interface sólido-fluido. Foram usados dois modelos de turbulência: o modelo sub-malha de Smagorinsky e o modelo Spalart-Allmaras a uma equação para a viscosidade turbulenta. O modelo de Smagorinsky foi implementado e usado dentro do conceito de LES, enquanto o modelo de Spalart-Allmaras foi usado dentro dos conceitos de URANS e DES. As metodologias LES e DES são, por definição, aplicadas a escoamentos tridimensionais. No presente trabalho elas são aplicadas como aproximações a escoamentos bidimensionais. Resultados preliminares para as diferentes modelagens de turbulência são apresentados sendo comparados com resultados experimentais da literatura.

Palavras-chave: Método da Fronteira Imersa; Modelo Físico Virtual; URANS; DES; LES