AVALIAÇÃO DO EFEITO DA MALHA E DO MODELO DE TURBULÊNCIA NA PREDIÇÃO DE PERDA DE CARGA EM UM CANAL DE SEÇÃO QUADRADA UTILIZANDO SIMULAÇÕES CFD

Código

XXVI-SBRH1014

Autores

Lucas Fernandes de Sousa Pessoa, Isabela Gomes Custódio, Andre vinicius dos reis pereira, Philip von Pritzelwitz, Mariana Lopes Pinto, Vinícius Carvalho Teles, Ana Letícia Pilz de Castro, Paulo Henrique Vieira Magalhães

Tema

STE141 - Modelagem Numérica e Física de Escoamentos

Resumo

Este estudo objetivou avaliar o efeito do refinamento de malha e da escolha do modelo de turbulência na predição de perda de carga em um canal de seção quadrada, confrontando resultados CFD com valores teóricos. Para isso, gerou-se três malhas (Coarse, Intermediate e Refined) e aplicou-se três modelos de turbulência (k-?, k-? SST e RSM) em nove simulações, mantendo as mesmas condições de contorno e propriedades da água a 20 °C. Os desvios percentuais mostraram que a malha grosseira apresentou menor erro, contraintuitivamente, devido ao melhor balanço entre erro de discretização e condicionamento numérico, enquanto a malha refinada ? não estruturada e com altos níveis de skewness e aspect ratio e baixa ortogonalidade ? amplificou as imprecisões. Entre os modelos, o k-? SST destacou-se por capturar com maior fidelidade os gradientes near-wall, resultando nos menores desvios em todas as malhas. Concluiu-se que, além do grau de refinamento, a qualidade geométrica dos elementos e a capacidade do modelo near-wall são determinantes para a acurácia, recomendando-se o uso de malhas estruturadas ou com controle rigoroso de qualidade e o modelo k-? SST em escoamentos similares.