ANÁLISE NUMÉRICA DO FENÔMENO VORTEX BREAKDOWN EM ESCOAMENTOS ROTATIVOS

Diego Alves de Moro Martins¹; Francisco José de Souza¹; Aristeu da Silveira Neto¹

¹ UFU

Resumo

Os primeiros relatos sobre o fenômeno vortex breakdown foram feitos por Peckham e Atkinson (1957), que realizaram estudos sobre a aerodinâmica em uma asa do tipo delta. Nos resultados obtidos, foi verificada a formação de uma estrutura no vórtice de ponta de asa em forma de bolha, que influenciava negativamente no coeficiente de sustentação da asa. Posteriormente surgiram varias teorias sobre o fenômeno. Benjamim (1962) propôs que o fenômeno pode ser explicado como uma transição entre dois estados estacionários de escoamentos rotativos axissimétricos, com analogia ao princípio do salto hidráulico em escoamentos em canal aberto. Faler e Leibovich (1978) realizaram estudos em escoamentos rotativos confinados em cilindros e caracterizaram o vortex breakdown como sendo o resultado de fortes gradientes no escamento axial, que levam a formação de um ponto de estagnação interno no eixo do vórtice, seguido por um fluxo reverso em uma região axial limitada. Apesar de vários estudos realizados sobre o fenômeno de vortex breakdown, e este ter significância crucial em vários dispositivos de importância tecnológica, tais como asas do tipo delta, lâminas fixas de turbinas hidráulicas e combustores, ainda não há uma teoria geral ou um consenso para a explicação do vortex breakdown. Neste trabalho foram realizadas simulações numéricas em escoamentos rotativos confinados em cilindros com tampa rotativa, com o intuito de capturar e analisar o fenômeno vortex breakdown. Os resultados numéricos foram comparados com resultados experimentais obtidos por Escudier (1984), que verificou a formação e os tipos de vortex breakdown formados para determinados número de Reynolds e dimensões dos cilindros.

Palavras-chave: BREAKDOWN; ESCOAMENTOS