A comparative analysis between Newtonian laminarturbulent transition and viscoelastic drag reducing turbulent flows employing the DNS approach

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Machado, Pedro Perroni Rezende
Orientador(a): Thompson, Roney Leon
Banca de defesa: Cruz, Daniel Onofre de Almeida, Ramos, Fábio Antônio Tavares
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Departamento: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
drag reduction
polymer solutions
hibernating turbulence
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/13522
Resumo: Estudos recentes mostraram, a partir de simulações de escoamentos viscoelásticos turbulentos, a presença de regimes de escoamento ditos de ativação e hibernação da turbulência, os quais se alternam no tempo e apresentam um grande e um pequeno número de estruturas turbulentas, respectivamente. O presente trabalho objetiva estudar as principais diferenças entre esses estados, e analisar seu comportamento. Além disso, mostramos que esse comportamento oscilatório se apresenta de maneira bastante similar em escoamentos viscoelásticos turbulentos e escoamentos de fluidos Newtonianos em transição turbulenta. Essas similaridades são demonstradas através de diversos perfis de quantidades físicas relevantes assim como através da visualização das estruturas turbulentas presentes no escoamento, e indicam a existência de um mecanismo comum a ambos os casos. Ainda, o presente trabalho verifica o critério de tensão na parede utilizado na identificação da ocorrência dos estados de ativação e hibernação da turbulência, e propõe uma abordagem local capaz de identificar sub-regimes no escoamento.
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spelling Machado, Pedro Perroni Rezendehttp://lattes.cnpq.br/4870003562574001http://lattes.cnpq.br/5575339225199362Cruz, Daniel Onofre de AlmeidaRamos, Fábio Antônio TavaresThompson, Roney Leon2021-01-19T19:05:35Z2021-01-21T03:00:07Z2019-03http://hdl.handle.net/11422/13522Estudos recentes mostraram, a partir de simulações de escoamentos viscoelásticos turbulentos, a presença de regimes de escoamento ditos de ativação e hibernação da turbulência, os quais se alternam no tempo e apresentam um grande e um pequeno número de estruturas turbulentas, respectivamente. O presente trabalho objetiva estudar as principais diferenças entre esses estados, e analisar seu comportamento. Além disso, mostramos que esse comportamento oscilatório se apresenta de maneira bastante similar em escoamentos viscoelásticos turbulentos e escoamentos de fluidos Newtonianos em transição turbulenta. Essas similaridades são demonstradas através de diversos perfis de quantidades físicas relevantes assim como através da visualização das estruturas turbulentas presentes no escoamento, e indicam a existência de um mecanismo comum a ambos os casos. Ainda, o presente trabalho verifica o critério de tensão na parede utilizado na identificação da ocorrência dos estados de ativação e hibernação da turbulência, e propõe uma abordagem local capaz de identificar sub-regimes no escoamento.Recent studies have shown, using numerical simulation of viscoelastic turbulent flows, the presence of flow regimes called active and hibernating turbulence, which alternate in time and present high and low presence of turbulent structures, respectively. The present work aims to study the main diferences between these states, and to analyze their behaviour. Also, we show that this oscillatory behaviour presents itself very similarly in viscoelastic turbulent flows and Newtonian flows in transition to turbulence. These similarities are shown through various physical quantities profiles as well as through the visualization of turbulent structures in the flow, and indicate the existence of an underlying mechanism common to both cases. In addition this work verifies the wall tension criteria used to identify the occurrence of these active and hibernating states, and propose a local approach capable to identify sub-regimes of activation or hibernation in the flow.Submitted by Taís Silva (taismoreira001@gmail.com) on 2021-01-19T19:05:35Z No. of bitstreams: 1 PedroPerroniRezendeMachado.doc: 4490752 bytes, checksum: 75323ce670132fc5b67f35efe00f41fd (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-19T19:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroPerroniRezendeMachado.doc: 4490752 bytes, checksum: 75323ce670132fc5b67f35efe00f41fd (MD5) Previous issue date: 2019-03engUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAdrag reductionpolymer solutionshibernating turbulenceA comparative analysis between Newtonian laminarturbulent transition and viscoelastic drag reducing turbulent flows employing the DNS approachAnalise comparativa entre escoamentos de fluidos newtonianos em transição turbulenta e escoamentos turbulentos de fluidos viscoelasticos com redução de arrasto os utilizando DNSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13522/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD52ORIGINALPedroPerroniRezendeMachado.docPedroPerroniRezendeMachado.docapplication/msword4490752http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13522/1/PedroPerroniRezendeMachado.doc75323ce670132fc5b67f35efe00f41fdMD5111422/135222021-01-21 01:00:07.747oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2021-01-21T03:00:07Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
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