marcelo ryudi tsuzuki074925 rafael riedo zanetti074981
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Marcelo Ryudi Tsuzuki 074925Rafael Riedo Zanetti 074981
Taylor-CouetteFlow
DefiniçãoEstudo de comportamento de um
fluido confinado entre cilindros coaxiais.
Um dos cilindros permanece estático enquanto o outro é rotacionado à uma dada velocidade, ou os dois cilindros giram em sentidos opostos.
Fluido apresenta vórtices de recirculação em relação ao eixo axial, a partir de um ponto crítico de referência.
Modelos de rodagemPrimeira Tentativa: ajustagem de parâmetros e
refinamento de malha.
Segunda Tentativa: aumento de tolerância, número de células, variação de parâmetros.
Terceira Tentativa: aplicação de pressure relief.
Quarta Tentativa: aplicação de regime transiente.
Quinta Tentativa: aplicação de regime transiente seguido de regime permanente.
ParametrizaçãoMotivos para escolha dos
parâmetros.
Tipo de fluido adotado.
Referência em Taylor crítico/ Reynolds crítico.
ParâmetroUnidad
e Valor20
2897,239170,2128
0.001175
1200
1,410,1
0,110,01
𝑇𝑎𝑐𝑟𝑖𝑡=1708
𝑅𝑒𝑐𝑟𝑖𝑡=132
𝑻𝒂=(𝑼 𝟎𝟐𝒅𝟐
𝒗𝟐 )( 𝒅𝑹𝟏)
𝑹𝒆=(𝑼 𝟎𝒅𝒗 )
Geometria doDomínio
Motivos para escolha do número de células e tolerâncias.
Calibragem dos parâmetros de tolerância e razões de aspecto.
Parâmetro ValorNúmero de células em x 40
Número de células em y 50
Número de células em z 50
Tolerância em x
Tolerância em y
Tolerância em z
Parâmetro Valor4,310,11
Perfis de pressão
Perfis de resíduo de pressão
Perfis de x-Velocity
Perfis de resíduo de x-Velocity
Perfis de y-Velocity
Perfis de resíduo de y-Velocity
Perfis de z-Velocity
Perfis de resíduo de z-Velocity
Perfis em corte
Comprimento de onda5 cm
Medição do comprimento de onda.
Comparação com a estimativa da literatura (4,8 x “gap”).
Relação da energia
𝒖 (𝒓 )=𝑨𝒓 +𝑩𝒓
𝑨=𝝎𝟏𝜼 ²−𝝀𝜼 ²−𝟏
𝑩=𝑹𝟏𝟐𝝎𝟏
𝟏−𝝀𝟏−𝜼 ²
Previsão matemática do comportamento do fluído vs simulação do phoenics.
Solver
Erros obtidos.
Convergência na solução transiente vs transiente + permanente.
Tempo de rodagem vs refinamento.
Presença e formato dos vórtices de recirculação conforme esperado.
Formação dos vórtices acima do valor de Taylor crítico referenciado na literatura.
Comprimento de onda dentro do previsto pela literatura.
Problema demanda capacidade e tempo de solução elevados do software.
Conclusões
Referências Bibliográficas Avilas, M., http://www-fa.upc.es/websfa/fluids/marc/tc.php?lang=eng, Institute of Fluid Machanics, Friedrich-
Alexander-Universitat Erlangen. Lopez J.M, Marques F., Modulated Taylor–Couette Flow: Onset of Spiral Modes, Theoretical and Computational Fluid
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of Thermal Science, Vol. 47, 2008, No. 11, 1422-1435. Sander G. Huisman, Dennis P.M van Gils, Siegfried Grossmann, Chao Sun, and Detlef Lohse, Department of Applied
Physics and J.M. Burgers Centre for Fluid Dynamics, University of Twente, P.O. Box 217, 7500 AE Enschede, The Netherlands, Department ofPhysics, Renthof 6, University of Marburg, D-35032 Marburg, Germany.
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Manela A., Frankel I., On the compressible Taylor–Couette problem, Department of Mathematics, Massachusetts
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