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Título: Validação de um código baseado no método de elementos finitos utilizado para simular escoamentos incompressíveis
Autor(es): Bragato Junior, Renato
Orientador(es): Gomes, Francisco Augusto Aparecido
Palavras-chave: Mecânica dos fluidos
Método dos elementos finitos
Cilindros
Fluid mechanics
Finite element method
Cylinders
Data do documento: 2-Dez-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: BRAGATO JUNIOR, Renato. Validação de um código baseado no método de elementos finitos utilizado para simular escoamentos incompressíveis. 2016. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016.
Resumo: Este trabalho traz uma validação para um código numérico, implementado em linguagem Fortran, baseado no Método de Elementos Finitos utilizado para simular escoamentos de fluido incompressível. Por tratar-se de uma validação, foram obtidos dados experimentais. Para tal, foram realizados experimentos em um túnel de vento da UTFPR, Câmpus de Pato Branco - PR, a fim de obter dados para que se possa comparar com os resultados das simulações numéricas. Durante a etapa experimental, foram ensaiados dois corpos de prova, um cilindro de seção circular e um perfil Clark-Y. O cilindro foi ensaiado em cinco condições de escoamento diferentes, sendo que duas dessas condições, as que foram encontradas referências na literatura, foram utilizadas para a validação do código. O Clark-Y foi ensaiado em três velocidades diferentes e com quatro ângulos de ataque distintos, totalizando doze condições de escoamento. Pelo fato de não haver dados de literatura para o perfil, os experimentos do Clark-Y não foram realizados para serem utilizados na validação, foram realizados para enriquecer os dados experimentais referentes ao perfil, escassos na literatura. Para as simulações numéricas, foram rodadas malhas do cilindro com 440 e 1146 elementos, nas mesmas condições iniciais dos experimentos e dos dados encontrados na literatura a fim de permitir uma comparação dos perfis de pressão, entre os experimentos, os resultados das simulações e a literatura, viabilizando a validação do código.
Abstract: This paper proposes a validation for a numeric code, written in Fortran language, based on the Finite Element Method used to simulate incompressible fluid flows. Because it is a validation, experimental data were obtained. For such, experiments on the wind tunnel of the UTFPR – Câmpus Pato Branco – PR, were made with the purpose of obtain data to be able to compare with the results of the numeric simulations. During the experimental step, two test bodies were used, a circular cross-section cylinder and a Clark-Y. The cylinder was tested in five different flow conditions, and two of these conditions, the ones that references were found in the literature, were used for the validations of the code. The Clark-Y was tested in tree different velocities and with four different angles of attack, totalizing twelve distinct flow conditions. Based on the fact that no reference data for the Clark-Y were found in the literature, the experiments of the Clark-Y were made to enrich the experimental data of the profile, which has very little about it in the literature. For the numeric simulations, cylinder meshs with 440 and 1146 elements each were used, in the same initial conditions used on the experiments and that were found in the literature, managing to compare the profiles of pressure, between the experiments, the simulation results and the literature, enabling the validation of the code.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7354
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