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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39715| Título: | Simulação de escoamentos de fluidos em tubos e avaliação dos efeitos de vórtices de Dean |
| Título(s) alternativo(s): | Simulation of fluid flows in pipe and evaluation of the effects of Dean vortices |
| Autor(es): | Prado, Felipe Pinheiro Silva de Almeida |
| Orientador(es): | Lourenço, Marcos Antonio de Souza |
| Palavras-chave: | Fluidodinâmica computacional Tubulação Escoamento Computational fluid dynamics Piping Runoff |
| Data do documento: | 26-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | PRADO, Felipe Pinheiro Silva de Almeida. Simulação de escoamentos de fluidos em tubos e avaliação dos efeitos de vórtices de Dean. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2025. |
| Resumo: | Os cotovelos em tubo desempenham um papel importante em muitos sistemas de encanamento e tubulações, garantindo uma mudança de direção do fluxo de fluido. No presente trabalho é realizada uma investigação numérica do fenômeno físico característico de escoamentos de fluidos nesses acessórios, chamado vórtices de Dean, que se manifestam como instabilidades na forma de recirculações contra-rotativas, resultantes da força centrífuga causada pela curvatura da geometria do tubo. O problema é modelado a partir das equações de conservação da massa e do balanço de quantidade de movimento linear e discretizado por métodos de discretizações espacial e temporal de segunda ordem, utilizando o método de volumes finitos em um software livre, chamado OpenFOAM. Trata-se do estudo a respeito de um escoamento incompressível e em regime permanente, de um fluido newtoniano, ocorrendo com valores moderados para o número de Reynolds. Os resultados são apresentados e interpretados quantitativa e qualitativamente para quatro simulações, correspondentes a diferentes velocidades médias que geram números de Reynolds de 500, 1000, 1500 e 2000. Os valores determinados se mostraram próximos, quando comparados com aqueles esperados na literatura. |
| Abstract: | Elbows play a key role in piping systems by redirecting the fluid flow. The present work carries out a numerical investigation of a characteristic phenomenon in curved-pipe flows the Dean vorti- ces-which appear as counter-rotating recirculations induced by the centrifugal force associated with tube curvature. The problem is modelled with the mass-conservation and linear-momentum equations, discretised in space and time with second-order schemes through the finite-volume method, using the open-source software OpenFOAM. The study considers an incompressible, steady flow of a Newtonian fluid at moderate Reynolds numbers. Results are presented and interpreted, both quantitatively and qualitatively, for four simulations whose different mean velo- cities correspond to Reynolds numbers of 500, 1000, 1500 and 2000. The values obtained are in good agreement with those reported in the literature. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39715 |
| Aparece nas coleções: | CP - Engenharia Mecânica |
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