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

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.