Simulação numérica de um escoamento incompressível em uma cavidade quadrada utilizando o Método do Passo Fracionado e o Método da Penalidade

  • Evanildo Franco de Jesus Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), Campus Bagé, RS
  • Francieli Aparecida Vaz Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), Campus Bagé, RS
Palavras-chave: Equações de Navier-Stokes, Método das Diferenças Finitas, Método do Passo Fracionado, Método da Penalidade, Simulação Numérica

Resumo

A simulação numérica é amplamente utilizada na área de dinâmica dos fluidos, pois por meio do emprego de métodos numéricos pode-se analisar o comportamento de diferentes tipos de escoamentos de fluidos. Neste trabalho realizou-se a simulação numérica de um escoamento incompressível utilizando as equações de Navier-Stokes aplicadas para o escoamento de um fluido  no interior de uma cavidade quadrada. Para a discretização dessas equações usou-se o método das Diferenças Finitas e para tratar o acoplamento da velocidade e pressão presentes nas equações de Navier-Stokes foram aplicados dois métodos: o método do Passo Fracionado e o método da Penalidade, facilitando assim a resolução dessas equações. Fazendo uso de um código escrito em linguagem C++ foram realizadas simulações de escoamentos bidimensionais para o número de Reynolds 100, 400 e 1.000. Os resultados numéricos deste trabalho foram comparados com os resultados de referência disponíveis na literatura. O método do Passo Fracionado foi o método que gerou resultados mais satisfatórios quando comparado com o método da Penalidade, baseado nos resultados de referência.

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Biografia do Autor

Evanildo Franco de Jesus, Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), Campus Bagé, RS

Mestrando do Programa de Pós Graduação em Modelagem Matemática pela Universidade Federal de Pelotas (UFPEL). Formado em Matemática Licenciatura na Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), campus Bagé/RS.

Francieli Aparecida Vaz, Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), Campus Bagé, RS

Possui graduação em Matemática Licenciatura pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões, Campus Santo Ângelo (2007), mestrado em Matemática Aplicada pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2010) e doutorado em Matemática Aplicada pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2013). Tem experiência na área de Dinâmica de Fluidos Computacional, com ênfase em Combustão e Escoamento com Reações Químicas. Atualmente é Professora Adjunta do curso de Matemática da Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé.

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Publicado
2018-08-04
Como Citar
JESUS, E.; VAZ, F. Simulação numérica de um escoamento incompressível em uma cavidade quadrada utilizando o Método do Passo Fracionado e o Método da Penalidade. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática, v. 4, n. 1, p. 200-214, 4 ago. 2018.
Seção
Matemática Pura e/ou Aplicada