Modelagem Física e Computacional de um Escoamento Fluvial

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.
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