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Simulação numérica tridimensional do campo médio do escoamento em uma comporta segmento invertida
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| Autor | Dalla Corte, Marcelo; |
| Lattes do autor | http://lattes.cnpq.br/8635427401753650; |
| Orientador | Oliveski, Rejane De Césaro; |
| Lattes do orientador | http://lattes.cnpq.br/2395367769553765; |
| Co-orientador | Schettini, Edith Beatriz Camaño; |
| Lattes do co-orientador | http://lattes.cnpq.br/7578500352612456; |
| Instituição | Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
| Sigla da instituição | Unisinos; |
| País da instituição | Brasil; |
| Instituto/Departamento | Escola Politécnica; |
| Idioma | pt_BR; |
| Título | Simulação numérica tridimensional do campo médio do escoamento em uma comporta segmento invertida; |
| Resumo | Comportas segmento invertidas são frequentemente utilizadas no controle do enchimento e esgotamento de eclusas de navegação de alta queda. Durante o período de abertura, altas velocidades e flutuações de pressão ocorrem a jusante destas comportas, o que aumenta o potencial para a ocorrência de cavitação no escoamento. Neste trabalho buscou-se analisar por meio de simulação numérica as características do escoamento a jusante de uma comporta segmento invertida. O modelo matemático é bifásico, tridimensional e composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento, fração volumétrica e equações do modelo de turbulência. O modelo computacional foi desenvolvido com o software comercial ANSYS-CFX, com malha computacional do tipo hexaédrica. Perfis de pressões no teto e na base do conduto a jusante da comporta foram utilizados para validação do modelo numérico com resultados experimentais, provenientes de estudos realizados pelo IPH-UFRGS (Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul). A comparação entre os resultados mostrou que o modelo numérico reproduz com boa precisão as principais características do escoamento médio observado no modelo experimental. Os coeficientes hidráulicos calculados para os resultados numéricos também mostraram boa concordância com os resultados do modelo experimental e com os disponíveis na literatura. A análise do campo de pressões mostrou que as pressões mínimas encontram-se sob a borda da comporta. Além disso, verificou-se por meio do campo de tensões cisalhantes na base do conduto e por meio de vetores de velocidade um padrão de escoamento tridimensional no jato a jusante da comporta, caracterizado pela presença de regiões de rotação próximo da base e das paredes.; |
| Abstract | Reversed Tainter gates are often used to control the filling and emptying of high lift navigation locks. During the opening period, high velocities and pressure fluctuations occur downstream the gates, which increases the potential for the occurrence of cavitation in the flow. In this work we seek to analyze by means of numerical simulation the characteristics of the flow downstream of a reversed Tainter gate. The computational model was validated by comparing the profiles of pressure of the roof and at the base of the conduit downstream of the gate with the average pressure profiles obtained in an experimental model from studies conducted by IPH-UFRGS. A comparison of the results showed that the model reproduced with good accuracy the main flow characteristics observed in experimental medium. The hydraulic coefficient calculated for the numerical results also showed good agreement with experimental results and those available in the literature. The analysis of the pressure field showed that the minimum pressures are under the edge of the gate. Furthermore, it was found by means of the shear stress at the base of the conduit and through velocity vector a threedimensional pattern in the jet flow downstream of the gate, characterized by the presence of vortex near the base and walls.; |
| Palavras-chave | Eclusas de navegação; Comporta segmento invertida; Simulação numérica; CFD; CFX; Navigation locks; Reversed tainter gate; Numerical simulation; |
| Área(s) do conhecimento | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; |
| Tipo | Dissertação; |
| Data de defesa | 2013-08; |
| Agência de fomento | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos; Furnas Centrais Elétricas; |
| Direitos de acesso | openAccess; |
| URI | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/3915; |
| Programa | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; |
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PPG Engenharia Mecânica [117]
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