ANÁLISE DA TRANSIÇÃO À TURBULÊNCIA EM JATOS CIRCULARES LIVRES
Ana Marta de Souza1; Francisco José de Souza2; Aristeu da Silveira Neto1
1 Universidade Federal de Uberlândia; 2 Embraer Empresa Brasileira de Aeronáutica S.A.
Resumo
A turbulência em jatos tem sido bastante estudada numérica e experimentalmente por pesquisadores almejando conquistar maiores conhecimentos sobre os fenômenos físicos envolvidos. A melhor compreensão da formação e evolução das estruturas do escoamento permite um controle mais efetivo sobre jatos, bem como contribui para o refinamento de teorias e modelos existentes para descrição de escoamentos turbulentos. As aplicações industriais envolvem processos de mistura de componentes, lubrificação e degelo, injeção de combustível em câmaras de combustão, sistemas de propulsão de aviões e aeronaves, processos de geração de ruído. Em algumas dessas aplicações é necessário promover a turbulência, em outras, não. Assim, surge a necessidade de um sistema de controle eficiente sobre a taxa de espalhamento, nível de turbulência, eficiência de mistura e demais parâmetros do jato. O objetivo do presente trabalho é a análise física de jatos, através da realização de simulações numéricas tridimensionais utilizando um método pseudoespectral. A este objetivo somam-se análises da influência de diferentes tipos de perturbação sobre a formação e evolução das estruturas turbilhonares bem como avaliação da importância do refinamento da malha e ordem do esquema numérico utilizado na simulação. Os resultados permitiram evidenciar as diferentes estruturas formadas a partir das diferentes perturbações impostas nas condições iniciais, verificando a relevância das mesmas para o controle do jato.
Palavras-chave: jatos circulares livres; transição à turbulência; método pseudo-espectral