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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-28022020-091144
Documento
Autor
Nome completo
Daniela Miwa Uemura Kawaguti
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Franzini, Guilherme Rosa (Presidente)
Carmo, Bruno Souza
Possamai, Talita Sauter
Título em português
Investigações numéricas do escoamento ao redor de quatro cilindros circulares não alinhados.
Palavras-chave em português
Dinâmica dos fluidos computacional
Escoamento
Escoamento ao redor de múltiplos cilindros
Fenômeno de interferência
Fluidodinâmica computacional
Resumo em português
O escoamento ao redor de múltiplos cilindros é um problema encontrado em diversas aplicações tecnológicas como em colunas de plataformas offshore, chaminés industriais e edifícios. Ainda que seja bastante recorrente, é um problema bastante complexo devido ao surgimento do fenômeno de interferência. Tal fenômeno, provocado pela presença de dois ou mais corpos em proximidade, é regido pela variação de diversos parâmetros como a configuração geométrica, a quantidade de cilindros presentes no arranjo, o número de Reynolds e o ângulo de incidência do escoamento. Diversas pesquisas sobre o tema têm sido realizadas com o objetivo de melhor entender o problema. É nesse contexto que se insere o presente trabalho, com a perspectiva de contribuir para o desenvolvimento do assunto, focando no estudo do campo de escoamento ao redor de um agrupamento de quatro cilindros não alinhados, para dois diferentes ângulo de incidência, ? = 0° e 180°. A influência da proximidade entre os cilindros é investigada por meio de uma análise numérica baseada na fluidodinâmica computacional (CFD), em particular o método dos volumes finitos. As simulações têm caráter bidimensional, sendo o escoamento caracterizado pelo número de Reynolds (Re) igual a 200. As análises dos padrões de escoamento, bem como das forças fluidodinâmicas e do número de Strouhal mostram a relação entre a proximidade entre cilindros e o fenômeno de interferência sobre o escoamento.
Título em inglês
Numerical investigations of the flow around four non-aligned circular cylinders.
Palavras-chave em inglês
Computational fluid dynamics
Flow around multiple cylinders
Interference phenomenon
Resumo em inglês
The flow around multiple cylinders is a problem found in a number of technological applications such as in columns of offshore platforms, industrial chimneys and buildings. Althought recurrent, it is a very complex problem due to the appearance of the interference phenomenon. Such phenomenon, caused by the presence of two or more bodies in proximity, is governed by variation in several parameters such as the geometric configuration, number of cylinders present in the arrangement, Reynolds number and angle of incidence of the flow. Several pieces of research on the subject were carried at aiming at the improvement of the understanding of the problem. It is in this context that the present work is presented, with the perspective of contributing to the development of the subject, focusing on the study of the flow arounf a group of four non-aligned cylinders, for two different angles of incidence, ? = )° and 180°. The influence of the proximity between the cylinders is investigated by means of numerical analysis based on computational fluid dynamics (CFD), particularly the finite volume method. The simulations are two-dimensional and the Reynolds number (Re) is equal to 200. The analyzes of the flow patterns, as well as the fluid dynamics forces and the Strouhal number show the relationship between the proximity between cylinders and the phenomenon of interference on the flow.
 
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Data de Publicação
2020-02-28
 
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