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Previous issue date: 2015-03-31 / O presente trabalho tem por objetivo estudar as estruturas do escoamento turbulento na água próximo à interface líquido-gás com deformação negligenciável e seus efeitos na transferência de compostos. A simulação das grandes escalas (LES) com modelagem dinâmica de submalha foi utilizada para a representação da turbulência usando o código FLUENT. O fluido foi considerado newtoniano, incompressível e isotérmico. O modelo matemático foi validado com dados de simulação numérica direta (DNS) da literatura. Foram realizadas simulações com números de Reynolds baseados na velocidade de fricção iguais a 150, 640 e 1280 e com números de Schmidt iguais a 1, 200 e 580 permitindo assim investigações específicas dos efeitos desses parâmetros governantes. Os resultados de validação mostraram que a metodologia é adequada na compreensão do transporte de escalar e na visualização da turbulência (estruturas coerentes). Análises qualitativas da distribuição de vorticidade, divergente de superfície, concentração instantânea de escalar e flutuação de concentração de escalar mostraram a existência de estruturas turbulentas agindo no transporte do escalar. Essas têm aspecto quase longitudinal, existindo de forma contra-rotativa e agindo na formação de movimentos verticais ascendentes e descendentes próximo à interface. A influência do número de Reynolds está principalmente associada à redução da espessura da subcamada difusiva devido ao aumento da mistura da grandeza escalar no seio do escoamento. As estatísticas da turbulência para os diferentes números de Reynolds indicam variações consistentes nos resultados do escoamento e transporte do escalar com a variação desse parâmetro. A espessura da subcamada difusiva próxima à superfície livre diminui fortemente nos casos em que o número de Schmidt aumenta. Com relação ao coeficiente de transferência de massa, entre os casos investigados, o valor máximo foi obtido para o número de Reynolds e o número de Schmidt é 1, enquanto a simulação correspondente ao número de Reynolds igual a 150 e Schmidt igual a 580 resulta no valor mínimo. Os valores intermediários do coeficiente crescem com o aumento de Reynolds e diminuem com o aumento de Schmidt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace2.ufes.br:10/10322 |
| Date | 31 March 2015 |
| Creators | LOVATTE, E. R. |
| Contributors | FURIERI, B., GOULART, A. G. O., NIECKELE, A. O., MOREIRA, D. M., SANTOS, J. M., Reis Jr, N.C. |
| Publisher | Universidade Federal do Espírito Santo, Doutorado em Engenharia Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, UFES, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFES, instname:Universidade Federal do Espírito Santo, instacron:UFES |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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