Simulação numérica de escoamento de fluido por um canal com obstáculo utilizando o openfoam

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Simulação Numérica de Escoamento de Fluido por um Canal com Obstáculo Utilizando o OpenFOAM

ME-201 – Mecânica dos Fluidos

Aluno: Diego Cesar Salgado da Silva Professor. Dr. Marcelo J. S. de Lemos - ITA

São José dos Campos
2010
Sumário 1. Equações Governantes 5 1.2 Equações de Navier-Stokes 5 2. Sobre o OpenFOAM 6 2.2 Pré-Processamento 9 2.3 Pós-Processamento 10 3. Problema Proposto Error! Bookmark not defined. 4. Conclusão 12 5. Referências Bibliográficas 13

Lista de Figuras Figura 1: Visão geral da estrutura do OpenFOAM. 66 Figura 2: Estrutura de diretórios e arquivos de uma simulação utilizando o OpenFOAM. 77 Figura 3: Geometria proposta – canal com obstáculo Error! Bookmark not defined. Figura 4: Regiões de contração e expansão brusca e efeitos físicos de recirculação 1Error! Bookmark not defined.

Resumo
Este trabalho faz uma abordagem teórica sobre os fenômenos físicos que ocorrem no escoamento de um fluido por um canal com obstáculo. Futuramente será utilizado o pacote CFD OpenFoam para simulação numérica do escoamento e obtenção dos campos de velocidade e pressão.

1. Equações Governantes

A simulação de escoamento de fluidos é uma área de fundamental importância nas simulações numéricas. A modelagem matemática das leis de conservação, no estudo de escoamentos de fluidos incompressíveis, é estabelecida pelas equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia.
As variáveis que identificam o estado de um fluido incompressível e isotérmico são: a velocidade u em cada ponto e a pressão p, sendo estas variáveis agrupadas em equações conhecidas como equações de Navier-Stokes.
Equações de Navier-Stokes
As equações de Navier-Stokes são dadas por: (1) (2)
Que são as equações de