Modelagem Física e Computacional de um Escoamento Fluvial

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FIGURA 8.5 – CAMPO DE VELOCIDADES PARA DIFERENTES VALORES DO NÚMERO DE REYNOLDS DA MALHA – ENSAIO 2a – MANNING n = 0, 035 Re malha = 1 Re malha = 10 Re malha = 33 Re malha = 51 Nota: - Os tons de cinza indicam a profundidade. 102
Nas simulações com viscosidade turbulenta altas (números de Reynolds da malha baixos) as velocidades tendem a distribuir-se de modo uniforme através da seção trans- versal. Na medida em que a viscosidade turbulenta é reduzida (número de Reynolds da malha aumentado), separações e circulações começam a aparecer, como na região do ponto 5871, fazendo com que o módulo da velocidade nesse ponto diminua e a sua direção varie consideravelmente. Como seria de se esperar, pela simples consideração da equação da continuidade, a velocidade na região do canal principal (ponto 5861) aumenta. As observações do parágrafo anterior podem ser compreendidas da seguinte forma: como a viscosidade turbulenta multiplica os termos difusivos, seu aumento (redução do número de Reynolds da malha) amplifica a difusão da quantidade de movimento 6 , es- palhando a energia das regiões de maior velocidade para as regiões onde o escoamento tenderia a ser mais lento, reduzindo os gradientes de velocidades e diminuindo ou até mesmo eliminando as regiões de separação do fluxo principal e de formação de correntes de retorno. A fotografia do ensaio 2a do modelo físico (figura 8.6), com confetes, permite distinguir as regiões onde há maior velocidade, os pontos onde há separação do escoamento principal e os locais com correntes de retorno. Comparando-se a fotografia com os campos de velocidades da figura 8.5, vê-se que as simulações com Re malha = 33 e com Re malha = 51 têm boa concordância com os padrões de circulação e turbulência observados no modelo físico. 8.2.3 Influência do Número de Reynolds da Malha sobre os Níveis de Água Os níveis de água nos pontos 5861 e 5871 foram também plotados em gráficos contra o número de Reynolds da malha, apresentados nas figuras 8.7 e 8.8. Observa-se que os níveis de água apresentam variação significativa até cerca de Re malha = 30. Nos dois pontos, a diminuição da viscosidade turbulenta (aumento do 6 As equações de Navier-Stokes são equações de transporte da quantidade de movimento. 103
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MÁRCIO FROELICH FRIEDRICH APLICAÇ
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AGRADECIMENTOS Aos meus pais, Luiz
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iterações, até os valores deseja
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ON FINITE ELEMENTS IN WATER RESOURC
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OBRAS CONSULTADAS DAVIES, J. T. Tur
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