Simulação numérica direta do escoamento turbulento em um canal a Reτ = 180

Abstract

O escoamento turbulento em um canal é caracterizado por movimentos caóticos e imprevisíveis das partículas de fluido. Essa turbulência surge devido a diferenças na velocidade do fluido em diferentes partes do canal, resultando em movimentos de mistura e redistribuição de energia cinética. A presença de turbulência pode afetar significativamente o transporte de sedimentos, a dissipação de energia e a eficiência de processos de mistura. Compreender e modelar adequadamente o comportamento do escoamento turbulento é essencial em diversas aplicações, desde o design de sistemas de canalização até a previsão de fenômenos naturais como enchentes e erosão fluvial. A simulação numérica direta (DNS, sigla do termo em inglês) é uma simulação em dinâmica dos fluidos computacional (CFD) na qual as equações de Navier-Stokes são resolvidas numericamente sem qualquer modelo de turbulência. Isto significa que toda a gama de escalas espaciais e temporais da turbulência é resolvida. A DNS foi utilizada no presente trabalho para simular um escoamento incompressível, em regime turbulento em um canal a Reynolds de fricção Reτ = 180.