Escoamento em Regime Turbulento Perfil de velocidade média, U

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Iago Cabreira Bayer
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1 Prfil d vlocidad média,. Evolução linar na sub-camada linar, y < 5 y 2. Evolução smi-logarítmica na li da pard, y > 30 50, y < 0, 0,2δ ln κ ( y ) C k 0,4 C 5, 2 3. Transição contínua d para 2 ao longo da camada tampão

2 Prfil d vlocidad média, 3. Transição contínua d para 2 ao longo da camada tampão Viscous sub layr Law of th wall Blnding, [8] 5 u y

3 Prfil d vlocidad média, 4. Dsvio do prfil m rlação à li smi-logarítmica ond a vlocidad tnd para u τ 2 C f

4 Componnt d stira Função d stira d Cols (mpírica) yδ é a cota a qu ocorr o dsvio máximo da distribuição d vlocidad m rlação à li da pard Prfil d vlocidad média, ' cos ' δ π δ y y w ( ) Π ' ln δ κ κ y w C y

5 Prfil d vlocidad média, Intnsidad da componnt d stira max 2 Π κ Prfil d vlocidad média fora da sub-camada viscosa ln κ ( ) Π y y C cos π κ δ '

6 Escoamntos auto-prsrvados Equação intgral d von Kármán d dx ( 2 θ ) * ρ τ δ dp dx Parâmtro d história * δ β τ w dp dx w Escoamnto auto-prsrvado, βconstant

7 Escoamntos auto-prsrvados Parâmtro d quilíbrio d Clausr G 2 C f H H 0 h 0 dy uτ dy uτ h Para scoamnto m gradint d prssão nulo Rynolds suficintmnt lvado G é constant 2

8 Prfil tipo potência Parâmtros intgrais Formas simplificadas do prfil d vlocidad média n y δ ( )( ) n H n n n n 2 2 * δ θ δ δ

9 Formas simplificadas do prfil d vlocidad média Prfil tipo potência y n δ. Não rspita a volução da sub-camada linar 2. Não rspita a li da pard y y m m y y δ 0

10 Formas simplificadas do prfil d vlocidad média Prfil tipo potência y n δ - Por comparação com rsultados xprimntais dp dx dp dx dp dx < > n n n

11 Escoamnto m gradint d prssão nulo Intgração da quação intgral d von Kármán dθ τ w 2 dx ρ Prfil tipo potência y 7 δ τ w obtido a partir d uma li d fricção para tubos m scoamnto compltamnt dsnvolvido 4τ w / 4 md D λ 0,364R R 2 2ρ ν md md 0,8 max δ R max

12 Escoamnto m gradint d prssão nulo Tnsão d cort na pard τ w ν 0, ρ δ Equação intgral d von Kármán com δ como variávl dpndnt 7 72 dδ 0,0225 dx ν δ 4 4

13 Admitindo rgim turbulnto dsd x0 (δ0) Escoamnto m gradint d prssão nulo * 5 0,072 0,0576,29 0,036 0,046 0,37 x x x x x D f R C R C H R x R x R x θ δ δ

14 Efito do gradint d prssão Qualitativamnt o fito é smlhant ao analisado m rgim laminar Prfil mais chio para gradint favorávl mnos chio para gradint advrso

15 Efito do gradint d prssão Gradints d vlocidad média na zona xtrior do prfil fundamntais para o arrastamnto (produção d nrgia cinética da turbulência proporcional aos gradints d vlocidad média)

16 Efito do gradint d prssão Efito na camada da pard Validad da li da pard m scoamnto sparado é bastant duvidosa

17 Efito do gradint d prssão Escoamnto m rgim turbulnto rsist mais à sparação do qu m rgim laminar.. Prfil d vlocidad mais chio junto à pard 2. Difusão muito suprior à difusão m rgim laminar (sparação dpnd da razão ntr força d prssão força d cort)

18 Método d Had Equação intgral d von Kármán dθ H θ dx Vlocidad d arrastamnto, V E d δ [ ( )] * V E dy δ δ dx 0 dx Factor d forma, H H 2 d f dx d * δ δ θ C 2

19 H Método d Had Equação proposta plo método d dx ( θh ) F( H ) H G( ) H Ajust xprimntal a F(H ) G(H) F ( H) 0,0306( H 3),287 0,8234( H, ) G( H ),550( H 0,6778) 0,669 3,3 3,064 3,3 H H,6 >,6

20 Método d Had Corrlação d Ludwig-Tillman para obtr C f 0, ,678H 0,268 C f R θ Sparação prvista para H Solução numérica com um método d Rung-Kutta

21 Controlo d Camada Limit Transição forçada: rugosidad ou aram d transição. Objctivo é rtardar ou vitr a ocorrência d sparação da camada limit R aram d ν aram 826 Critério d Gibbings

22 Controlo d Camada Limit

23 Controlo d Camada Limit Sucção na pard. Rtarda (ou vita) a sparação da camada limit atrasa a transição a rgim turbulnto

24 Controlo d Camada Limit Sopro. Rtarda ou vita a sparação da camada limit, mas favorc a transição a rgim turbulnto

25 Controlo d Camada Limit

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