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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2007.tde-12072007-160644
Documento
Autor
Nome completo
Leonidio Buk Junior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Aranha, José Augusto Penteado (Presidente)
Casaprima Gonzalez, Enrique
Meneghini, Julio Romano
Título em português
Estudo numérico do escoamento ao redor de um cilindro fixo.
Palavras-chave em português
Cilindro fixo
Elementos finitos
Método das penalidades
Vibração induzida pelo escoamento
Resumo em português
Neste trabalho, o escoamento incompressível ao redor de um cilindro fixo é estudado numericamente através do método de elementos finitos. Foram realizadas simulações bidimensionais no domínio do tempo, com números de Reynolds variando entre 100 e 600, utilizando-se, para tanto, malhas não-estruturadas com elementos triangulares. Pretende-se aqui analisar a eficácia da solução das equações de Navier-Stokes utilizando o método das penalidades, meio pelo qual o acoplamento pressão-velocidade foi tratado. Avalia-se a convergência da solução para diferentes valores do fator de penalidade e sugere-se um método para estimá-lo. Analisa-se, ainda, a sensibilidade da resposta à utilização da matriz de inércia nos formatos consistente e concentrada. Por fim, é realizada a comparação dos coeficientes de arrasto médio, flutuação do coeficiente de sustentação e número de Strouhal obtidos neste trabalho com resultados de outras publicações.
Título em inglês
Numerical investigation of the flow around a stationary cylinder.
Palavras-chave em inglês
Finite element methods
Flow-induced vibration
Penalty methods
Stationary cylinder
Resumo em inglês
In this work, the incompressible flow around a stationary cylinder is investigated by using the Finite Element Method. Two-dimensional simulations in time domain have been carried out, with Reynolds number varying from 100 to 600, using non-structured meshes with triangular elements. The aim of this work is to analyze the efficiency of Penalty Methods, which is the way that the velocity-pressure coupling problem is treated here, in Navier-Stokes equations solution. The solution convergence from different values of penalty parameter is evaluated and it is suggested a method to estimate it. In addition, it is studied the sensibilty of response when using the mass matrix in consistent or lumped format. At last, a comparison between average drag coefficient, fluctuating lift and Strouhal number obtained here and those found in other publications is shown.
 
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Data de Publicação
2007-08-15
 
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