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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.2009.tde-27052009-141016
Documento
Autor
Nome completo
Rafael Alves Bonfim de Queiroz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2009
Orientador
Banca examinadora
Ferreira, Valdemir Garcia (Presidente)
Devloo, Philippe Remy Bernard
Feijoo, Raul Antonino
Título em português
Desenvolvimento e teste de esquemas "upwind" de alta resolução e suas  aplicações em escoamentos  incompressíveis com superfícies livres
Palavras-chave em português
Equações de Navier-Stokes instantâneas e médias
Escoamentos com superfícies livres
Escoamentos compressíveis e incompressíveis
Esquema TVD
Esquemas "upwind" de alta resolução
Leis de conservação
Método de diferenças finitas
Modelagem da turbulência
Simulação numérica
Transporte convectivo
Resumo em português
Neste trabalho são apresentados os resultados do desenvolvimento e teste de esquemas upwind de alta resolução para o controle da difusão numérica em leis de conservação gerais e problemas em dinâmica dos fluidos. Em particular, são derivados dois novos esquemas: o ALUS (Adaptive Linear Upwind Scheme) e o TOPUS (Third-Order Polynomial Upwind Scheme). Esses esquemas são testados no transporte de escalares, em equações 1D tipo convecção-difusão, em sistemas hiperbólicos 1D, nas equações de Euler 2D da dinâmica dos gases e nas equações de Navier-Stokes incompressíveis 2D/3D. Os esquemas são então associados a uma modelagem algébrica não linear para a simulação de problemas de escoamentos incompressíveis turbulentos 2D com/sem superfícies livres
Título em inglês
Development and testing of high-resolution upwind schemes and their applications in incompressible free surface flows
Palavras-chave em inglês
Averaged and instantaneous Navier-Stokes equations
Compressible and incompressible flows
Conservation laws
Convective transport
Finite difference method
Free surface flow
High-resolution upwind schemes
Numerical simulation
Turbulence modelling
TVD schemes
Resumo em inglês
In this work, results of the development and testing of high-resolution upwind schemes for controlling of the numerical diffusion for general conservation laws and fluid dynamics problems are presented. In particular, two new high-resolution upwind schemes are derived, namely, the ALUS (Adaptive Linear Upwind Scheme) and the TOPUS (Third-Order Polynomial Upwind Scheme). These schemes are tested in scalar transport, 1D convection-diffusion equations, 1D hyperbolic systems, 2D Euler equations of the gas dynamics, and in 2D/3D incompressible Navier-Stokes equations. The schemes are then combined with a nonlinear Reynolds stress algebraic equation model for the simulation of 2D incompressible turbulent flows with/without free surfaces
 
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bonfim.pdf (5.75 Mbytes)
Data de Publicação
2009-05-27
 
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