JATOS TURBULENTOS INCIDENTES “TURBULENT JET IMPINGING”

Alunos:Bruno Resende Rodrigues RA:090576

Mauricio Zangari RA:141265Matéria: EM974 - A

Professor: Eugênio Spanó Rosa

APLICAÇÕES• Resfriamento e

aquecimento de superfícies

• Secagem de superfícies• Tratamentos térmicos• Decolagem vertical de

aviões

REGIÕES CARACTERÍSTICAS DO JATO Região 1 Núcleo potencial Região 2 Fluxo estabelecido Região 3 Região de estagnação Região 4 Jato de parede (“Wall Jet”)

RESULTADOS EXPERIMENTAIS PARA COMPARAÇÃO Perfis de velocidade dos “wall jets”

Behnia et al (1998)Loureiro e Freire (2009)

DOMÍNIO COMPUTACIONAL Domínio axissimétrico Geometria semelhante nas duas simulações Modelo de turbulência KEMODL – YAP (k-ԑ Yap)

MALHA NUMÉRICA – DISCRETIZAÇÃO DO DOMÍNIO Refinamento nas regiões

críticas: Núcleo e bordas do

jato Região de estagnação Região do “wall jet”

Estratégias: “Power Law”Divisão do domínio –

Objeto “Null”

RESULTADOS - GERAL•Qualitativamente bons, mas deve-se verificar quantitativamente

DOMÍNIO – SIMULAÇÃO 1•Dimensões iguais ao experimento de Loureiro e Freire (2009)

RESULTADOS – SIMULAÇÃO 1•Perfis apresentam a forma característica, mas deve-se verificar os valores de velocidade.•Picos aparentam estar deslocados

RESULTADOS – SIMULAÇÃO 1

r=75 mm r=100 mm

3 6 9 12 15 18-2

0

2

4

6

8

10Dados exper-imentaisValores do PHOENICS

3 6 9 12 15 1801234567

•Eixo vertical: velocidade radial (m/s)•Eixo horizontal: posição axial (mm)

RESULTADOS – SIMULAÇÃO 1

3 6 9 12 15 180123456

Dados exper-imentaisValores do PHOENICS

3 6 9 12 15 180

0.51

1.52

2.53

3.54

4.5r=125 mm r=150 mm

•Eixo vertical: velocidade radial (m/s)•Eixo horizontal: posição axial (mm)

DOMÍNIO – SIMULAÇÃO 2• Parâmetros fornecidos em formas adimensionais no experimento de Behnia et all (1998)• Foram usadas as mesmas proporções na simulação.

RESULTADOS – SIMULAÇÃO 2

0 0.1 0.2 0.3 0.40.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000

r /D = 0,5

z / D

U / U

out

0 0.1 0.2 0.3 0.40.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000

r /D = 0

K-e - YAPExperi-mental

z / D

U / U

out

r: posição radial (distância da linha de centro)z: posição axial (distância da parede)Uout: Velocidade de saída do jato (35,5 m/s)U: velocidade axial

RESULTADOS – SIMULAÇÃO 2

0 0.1 0.2 0.3 0.40.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000

r /D = 1

K-e - YAPExperimental

z / D

U / U

out

0 0.1 0.2 0.3 0.40.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000

r /D = 2,5

K-e - YAPExperimental

z / D

U / U

out

r: posição radial (distância da linha de centro)z: posição axial (distância da parede)Uout: Velocidade de saída do jato (35,5 m/s)U: velocidade axial

CONCLUSÃO Resultados qualitativamente bons, mas não

quantitativamente. Valores numéricos bons próximos à parede e

à linha do centro do jato. Longe dessas regiões os erros podem ser

elevados – superiores a 50%. Erros atribuídos à utilização de modelos de

turbulência.

CONCLUSÃO PHOENICS separa os modelos em baixo

Reynolds e alto Reynolds, mas há regiões de ambos os casos na simulação.