Avaliação do desempenho de um código de simulação numérica de escoamentos em coordenadas generalizadas

Abstract

O presente trabalho visa avaliar o desempenho do código “EasyCFD_G”, para a simulação numérica de escoamentos em coordenadas generalizadas. O objectivo é avaliar o desempenho deste software para diversas situações de teste em confronto com soluções conhecidas. Pretende-se, assim, estabelecer limites de utilização e zonas de fiabilidade, em conjunção com as características das malhas usadas, particularmente o seu grau de enviesamento e refinamento. O código “EasyCFD_G” foi desenvolvido pelo Professor Doutor António Manuel Gameiro Lopes, e permite o estudo de escoamentos em duas dimensões de diversos fluidos em torno de superfícies curvas ou planas de sólidos de diferentes materiais. Esta segunda versão tem como novidade, relativamente a primeira versão, a utilização de coordenadas generalizadas.

A primeira fase do trabalho consiste na pesquisa bibliográfica e uma pesquisa online para um levantamento de problemas possíveis de serem utilizados como casos de teste. Foram encontrados diversos problemas que podiam ser usados como teste ao código. Como a novidade do código relativamente à primeira versão é a utilização de superfícies curvas, o trabalho foi realizado fazendo simulações sobre superfícies curvas, mais propriamente o escoamento sobre um cilindro, escoamento sobre perfil alar e a convecção natural sobre superfícies curvas.

A segunda fase do trabalho consiste na simulação de casos diversos. Para cada caso foram feitos estudos de dependência de malha, alterando a resolução da mesma e o seu grau de enviesamento, tendo sido analisados os resultados para diversos valores de parâmetros que governem o problema, como o número de Reynolds, Nusselt e Prandtl.