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Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para
simulação numérica de problemas de escoamentos fluidos compressíveis para três
dimensões, utilizando como ponto de partida a ferramenta computacional desenvolvida por
LYRA (1994) que, no caso, tratava problemas de escoamentos fluidos em domínios
bidimensionais. Para o desenvolvimento desta ferramenta foi adotada uma discretização
espacial utilizando o método dos elementos finitos com estrutura de dados baseada nas
arestas dos elementos, e com o domínio sendo discretizado por uma malha de tetraedros.
As equações de Euler são as equações que regem os fenômenos estudados neste trabalho.
Para o desenvolvimento desta ferramenta foi utilizado o método de elementos finitos do
tipo Galerkin, e este leva a soluções oscilatórias e instáveis em problemas hiperbólicos, por
tratar-se de uma aproximação centrada do termo convectivo. Assim, herdando as técnicas
de discretização tipo Upwind originadas do método das diferenças finitas e amplamente
utilizadas no método dos volumes finitos, utilizou-se para estabilização a discretização tipo
Upwind de primeira ordem de Roe, e posteriormente de MUSCL/LED (Monotonic
Upstream-centered Schemes for Conservations Laws Local Extremum Diminishing) com
funções limitadoras para estabilização de ordem superior e captura de choques sem
oscilações e de forma acurada. É importante frisar que para a geração das malhas
tetraédricas adotadas nas simulações utilizou-se o programa Gmsh. A estrutura de dados
baseada em arestas demanda o cálculo de alguns coeficientes, que não são fornecidos por
geradores de malhas convencionais. Assim, foi necessário desenvolver um pré-processador
utilizando a linguagem C++, baseado no pacote de gerenciamento de malhas FMDB
(Flexible Distributed Mesh Database) e programas em Matlab ou Octave para finalização
do cálculo destes coeficientes. Este préprocessador foi desenvolvido separadamente do
programa principal pelo motivo de que os coeficientes dependem apenas da geometria da
malha e sendo assim, é executado uma única vez para cada malha. A linguagem
computacional utilizada para o desenvolvimento do programa principal foi FORTRAN 90,
a qual possibilitou uma melhor estruturação e modularidade quando comparados com o
FORTRAN 77. Para a visualização dos resultados obtidos utilizaram-se os programas VisIt
e ParaView. Por fim, alguns testes numéricos foram realizados e confrontados com
resultados encontrados na literatura
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/4949 |
| Date | 31 January 2008 |
| Creators | Moraes Ventura, Daniel |
| Contributors | Roberto Maciel Lyra, Paulo |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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