Desarrollo de código bidimensional transitorio para estudio de transferencia de calor en flujo laminar e incompresible aplicado a convección natural con alta variación de relaciones de aspecto : Desenvolvimento de código bidimensional transiente para estudo da transferência de calor em escoamento laminar e incompressível aplicado a convecção natural com alta variação de razões de aspeto

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Rodríguez, Claudio Alfredo Torres, 1986-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: spa
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Fluidodinâmica computacional
C++ (Linguagem de programação de computador)
Programação linear
Computational fluid dynamics
C++ (Computer program language)
Linear Programming
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4098
Resumo: Orientador: Rogério Gonçalves dos Santos
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Implementando um algoritmo SIMPLE para acoplar velocidade e pressão. A hipótese de Boussinesq foi adotada para modelar os efeitos de variação de densidade devido a temperatura em problemas de convecção natural. Usando este novo código, a relação de aspecto na convecção natural foi analisada numericamente em uma cavidade retangular aquecida em um dos lados e resfriada no lado oposto. Este método de transferência de calor tem um interesse especial em ciências térmicas, mecânica de fluidos e uma ampla gama de aplicações em engenharia. Nas simulações numéricas, as temperaturas das diferentes paredes foram assumidas como constantes. O objetivo foi determinar os efeitos da relação de aspecto H / L (Altura / Comprimento) e do esquema numérico sobre o comportamento do fluxo e a transferência de calor na cavidade. As simulações foram realizadas para razões de aspecto 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 e números de Rayleigh 103, 104, 105 e 106 usando os esquemas UpWind, Lei de Potência e Central. Os resultados mostram que a relação de aspecto tem menor influência na temperatura e no campo de velocidade do que o número de Rayleigh. Finalmente, para analisar a escalabilidade, um novo código paralelo foi implementado usando a ferramenta PETSc (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation) e uma avaliação sobre o uso desta foi realizadaAbstract: In the present work, was developed a numerical code homemade on C++ language, which solve in the bi-dimensional form the Navier-Stoke equation, the mass and energy balance on steady state or transient, for non-compressible fluid in laminar regime. Implementing a SIMPLE algorithm to couple the differential equations of velocity and pressure. The Boussinesq hypothesis was adopted to model the effects of density variation due to temperature in natural convection problems. Using this new code the aspect ratio in natural convection was numerically analyzed in a rectangular cavity heated on one of the sides and cooled on the opposite side. This spontaneous method of heat transfer has an especial interest in thermal sciences, fluid mechanics and a wide range of applications in engineering. In the numerical simulations temperatures of the different walls were assumed to be constant. The objective was to determine the effects of the aspect ratio H/L (Height/Length) and the numerical scheme on flow behavior and heat transfer in the cavity. Simulations were performed for aspect ratios 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 and 4.0 and Rayleigh number 103, 104, 105 and 106 using the UpWind, Power Law and Central schemes. Results show that the aspect ratio has lower influence in the temperature and streamlines fields than Rayleigh number. Finally to analyze the scalability a new parallel code was implemented using PETSc (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation) and an evaluation about this tool was doneMestradoTérmica e FluídosMestre em Engenharia Mecânica[s.n.]Santos, Rogério Gonçalves dos, 1978-Ismail, Kamal Abdel RadiSalinas Sedano, Carlos TeofiloUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRodríguez, Claudio Alfredo Torres, 1986-20222022-03-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (211 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/4098RODRÍGUEZ, Claudio Alfredo Torres. Desarrollo de código bidimensional transitorio para estudio de transferencia de calor en flujo laminar e incompresible aplicado a convección natural con alta variación de relaciones de aspecto: Desenvolvimento de código bidimensional transiente para estudo da transferência de calor em escoamento laminar e incompressível aplicado a convecção natural com alta variação de razões de aspeto. 2022. 1 recurso online (211 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4098. Acesso em: 28 fev. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1242115Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFspareponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-23T10:10:52Zoai::1242115Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-23T10:10:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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Desenvolvimento de código bidimensional transiente para estudo da transferência de calor em escoamento laminar e incompressível aplicado a convecção natural com alta variação de razões de aspeto
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