Simulação numérica de escoamentos de fluidos utilizando diferenças finitas generalizadas [thesis]

Fernanda Olegario dos Santos
Agradecimentos Em primeiro lugar agradeço a Deus por estar presente em todos os momentos de minha vida. Em especial a minha mãe Neide, meu pai David e minha irmã Liliana, por sempre acreditarem em mim e no meu potencial. Pelo carinho, amor, orações, dedicação e atenção. Amo muito vocês ! Ao meu sobrinho Gabriel, pela alegria, carinho, brincadeiras ... Ao meu namorado Magno, pelo carinho, amor, paciência, por estar sempre a,o meu lado em todos os momentos. Agradeço aos meus tios Neusa e José
more » ... os Neusa e José pelo carinho e sempre incentivo. Ao meu orientador Castelo, pela orientação e apoio. Aos professores do grupo de pesquisa, pela colaboração e convivência. Também aos jamais esquecidos amigos de graduação e professores da UFSCar, especialmente ao prof. Artur Darezzo Filho, pela orientação, apoio, amizade e incentivo durante a graduação. Às amigas Analice, Marcela, Gilcilene e Kémelli, pelo companheirismo e convivência, nos estudos e nos momentos de descontração. Ao Mário, Fernando, Cássio, João Paulo, Élton, enfim aos amigos do LCAD, pela amizade e pela ajuda. A FAPESP, pelo apoio financeiro no desenvolvimento deste trabalho. Agradeço, por fim, a todos que direta, ou indiretamente, contribuíram para o sucesso deste trabalho. Fernanda ii Resumo Este trabalho apresenta parte de um sistema de simulação integrado para escoamento de fluido incompressível bidimensional em malhas não estruturadas denominado UmFlow-2D. O sistema consiste de três módulos: um módulo modelador, um módulo simulador e um módulo visualizador. A parte do sistema apresentado neste trabalho é o módulo simulador. Este módulo, implementa as equações de Navier-Stokes. As equações governantes são discretizadas pelo método de diferenças finitas generalizadas e os termos convectivos pelo método semi-lagrangeano. Um método de projeção é empregado para desacoplar as componentes da velocidade e pressão. O gerenciamento da malha, não estruturada é feito pela estrutura de dados SHE. Os resultados numéricos obtidos pelo UmFlow-2D são comparados com soluções analíticas e soluções numéricas de outros trabalhos. Palavras-chave: Simulação numérica. Método de diferenças Finitas Generalizadas. Malhas não estruturada. iii Abstract This work presents an integratc simulation system, called UmFlow-2D, wich aims a,t simulating two-dimensional íncompressible fluid flow using unstructed mesh. The system is divided three modules: modeling module, simulation module and visualization module. In this work we present the simulation module. The simulation module implements the Navier-Stokes equation. The governing equations are discretized by a generalized flnite dillerence method and the convective terms by semi-lagrangean method. A projection method is employed to uncouple the velocity componentes and pressure. The management at the unstructed mesh is ready using a data structure called SHE. The numérica! results are compared with analytical solutions and numerical simulations of other works.
doi:10.11606/d.55.2005.tde-18112014-164328 fatcat:5t3kmo4fibgldg4nd747g7u5se