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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-30072013-220253
Documento
Autor
Nome completo
Fabiana Sanches Cruz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Paiva, José Luis de (Presidente)
Mori, Milton
Vianna Júnior, Ardson dos Santos
Título em português
Estudo do escoamento de gás no interior de ciclones através da técnica de fluidodinâmica computacional.
Palavras-chave em português
Ciclone
Fluidodinâmica computacional
Modelos de turbulência
Turbulência
Vórtice de precessão
Resumo em português
Neste trabalho, buscou-se investigar a aplicação de uma modelagem RANS, com a utilização do modelo de turbulência das Tensões de Reynolds (RSTM), na modelagem do escoamento de gás no interior de ciclones, especialmente na simulação do movimento periódico do vórtice, conhecido como Precessing Vortex Core (PVC), com apoio da Fluidodinâmica Computacional. Utilizou-se o pacote de CFD de código aberto OpenFOAM, e as simulações foram realizadas em regime transiente. Dois modelos RSTM foram testados, o modelo LRR com os valores padrões para as constantes e uma modificação das constantes do termo de redistribuição. Compararam-se os resultados obtidos com dados da literatura e verificou-se que ambos os modelos representaram o campo médio de velocidade. No entanto, somente o modelo LRR conseguiu reproduzir o campo de flutuações de velocidade. Detectou-se o movimento de precessão do vórtice, que pode ser visualizado através de imagens sequenciais do escoamento, e uma frequência característica do movimento pode ser calculada através do Espectro de potência.
Título em inglês
Study of the gas flow inside cyclones using computational fluid dynamics.
Palavras-chave em inglês
Computational fluid dynamics
Cyclone
Precessing vortex core
Turbulence
Turbulence models
Resumo em inglês
The flow field of a gas cyclone was simulated with a RANS model using Computational Fluid Dynamics (CFD) and the Precession of the Vortex Core (PVC) was investigated. The CFD simulations were carried out using the open source code OpenFOAM and the simulations were performed in a transient regime. Two Reynolds Stress Turbulence Models (RSTM) were investigated - the LRR model with standard constants and another with modified constants in the pressure-strain term. The results obtained by the models were compared with values of mean velocity taken from the literature and predictions were satisfactory. However, only the LRR model with standard constants predicted with precision the fluctuation velocity field. The precessing vortex was detected and illustrated by the flow field visualization and a characteristic frequency was calculated by Power Spectrum Density.
 
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Data de Publicação
2013-08-01
 
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