[pt] Neste trabalho estudou-se um método numérico para simulação de processos
Envolvendo transporte convectivo de calor e massa. A metodologia é baseada no
Método de elementos finitos, utilizando-se o conceito de volumes de controle, e tem
Como objetivo lidar com geometrias irregulares e malhas não uniformes. A
formulação é baseada em variáveis primitivas, e atribui-se grande importância à
interpretação da formulação em termos de grandezas com significado físico tais
como fluxos, forças e fontes. Em problemas que não envolvem o cálculo do
escoamento,o domínio de cálculo é discretizado utilizando-se elementos triangulares
de três nós. Nos demais problemas, o domínio é primeiramente discretizado
utilizando-se macroelementos triangulares de seis nós, então cada macroelemento
é dividido em quatro subelementos triangulares de três nós. Não há restrições quanto
á forma ou tamanho destes elementos. Após esta triangularização do domínio de
cálculo, associa-se a cada nó um volume de controle poligonal. A natureza do
problema a ser resolvido determina as formas das funções de interpolação para as
variáveis dependentes. Em problemas de condução, todas as variáveis dependentes
são interpoladas linearmente em cada elemento triangular de três nós. Entretanto,
em problemas envolvendo escoamento, utiliza-se funções especiais de interpolação
para todas as variáveis dependentes, exceto a pressão. Estas funções de
interpolação são exponenciais na direção de um vetor velocidade média no elemento
e lineares na direção perpendicular ao mesmo, elas dependem do número de Peclet
para o elemento, reduzindo-se a completamente linear quando este se aproxima de
zero. Na formulação do método, os princípios de conservação de interesse são
impostos aos volumes de controle associados aos nós. Os sistemas resultantes de
equações integrais de conservação são então aproximados por equações algébricas,
utilizando-se as funções de interpolação discutidas anteriormente. Estas equações
algébricas,que são em geral não lineares e acopladas, são resolvidas através de um
processo iterativo similiar ao método das aproximações sucessivas. Em cada ciclo
deste procedimento, a pressão, os componentes da velocidade, a correção da pressão
e todas as demais variáveis dependentes são resolvidas de uma forma seqüencial.
Problemas testes foram realizados, apresentando bons resultados. / [en] A general numerical method for the prediction of convenctive heat and mass transfer
Process has been studied. The method has been designed to handle irregularshaped
Domains and work with highly non-uniform grids. The formulation is based on
Primitive variables. Considerable importance has been attached to the interpretation
of the formulation in terms of physically meaningful qualities like fluxes, forces, and
sources. In problems in discretized into three-node triangular elements. In all other
problems, the domain is first discretized into six-node triangular macroelements, then
each mecroelement is divided into four thrree-node triangular subelements. No
restrictions are placed on either the shape or the dize of these elements.Following
this domain triangulation, each node solved determines the forms of the interpolation
fuctions for the dependent variables. In conduction-type problems,all interpolation
functions for the interpolated linearly in each- three-node element. In problems involving
fluid flow, however, special interpolation functions are used in each three node
element,for all dependent variables expect pressure. These interpolation functions
are exponencial in the direction of an element-averaged velocity vector and linear in
a direction normal to it, they respond to an element Peclet number, reducing to a
completely linear form when it approaches zero. In the formulation of the method,
appropriate conservation laws are imposed on the polygonal control volumes
associated with the nodes. The resulting sets of integral conservation equations are
then aproximated by algenbraic equations, using the interpolation functions discussed
above. These algebraic equations, which are non-linear and coupled, in general, are
solved by an iterative procedure similar to the method of sucessive approximations.
In each cycle of this procedure, the pressure, the velocity components, and all other
Dependent variables are solved for in a sequencial manner. Test problems have been
solved, and the results are very encouraging.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:18995 |
| Date | 17 January 2012 |
| Creators | ROBERTO SANTOS MARTINS |
| Contributors | ANGELA OURIVIO NIECKELE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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