Uma revisão sobre a turbulência e sua modelagem

Abstract

ABSTRACT. The movements are characterized by turbulent fluctuations in instantaneous speed, temperature and other scalars. As a consequence of these fluctuations, the turbulent state in fluid contributes significantly to transport momentum , heat and mass. Turbulence is defined as a state of the flow in which the time dependent variables exhibit irregular fluctuations which are seemingly random such that, in practice, only statistical properties can be recognized and subjected to analysis. The study of transport phenomena is greatly hampered by the presence of these fluctuations. Any simplification in the analysis of the effects of turbulence is extremely advantageous in physical, mathematical and numerical terms. The constant search for such simplifications is one of the main goals in the developing of new models of turbulence. This article aims to review the phenomenon of turbulence and its modeling, focusing on its theoretical foundations and on the main technical approaches used in the modeling of the phenomenon.Keywords: turbulence, turbulence modeling, boundary layer, scales of turbulence. RESUMO. Os movimentos turbulentos são caracterizados por flutuações instantâneas de velocidade, temperatura e outros escalares. Como consequência destasflutuações, o estado turbulento em um fluido contribui significativamente no transporte de momentum , calor e massa. Define-se turbulência como um estado de escoamento do fluido no qual as variáveis instantâneas exibem flutuações irregulares e aparentemente aleatórias tal que, na prática, apenas propriedades estatísticas podem ser reconhecidas e submetidas a uma análise. O estudo dos fenômenos de transporte fica dificultado, sobremaneira, pela presença destas flutuações. Qualquer simplificação na análise dos efeitos da turbulênciaé extremamente vantajosa do ponto de vista físico, matemático e numérico. A busca constante por tais simplificaçõeś e um dos principais objetivos no desenvolvimento de novos modelos de turbulência. Este artigo tem como objetivo fazer uma revisão sobre o fenômeno da turbulência e sua modelagem, onde são apresentados os seus fundamentos teóricos e as principais técnicas de abordagem utilizadas na modelagem do fenômeno.Palavras-chave: turbulência, modelagem da turbulência, camada limite, escalas da turbulência.

Modelagem de escoamento em tanque com grade oscilante e desenvolvimento/investigação de sonda lastreada no fenômeno da refração ótica para medida de parâmetros turbulentos na superfície livre da água

“…Prova disso são as várias definições encontradas para este fenômeno na literatura. Souza et al (2011) …”

“…Em 1895, Osborne Reynolds teve a iniciativa de separar o escoamento turbulento em uma parte média e outra flutuante (Souza et al (2011)), um passo importante em direção à compreensão e quantificação da turbulência.…”

Sistemas hidráulicos prediais: Um novo método de dimensionamento

“…A Hipótese do Contínuo é uma simplificação fundamental, que permite a aplicação do Cálculo Diferencial e Integral no estudo do comportamento dos fluidos. Como, as menores características encontradas dos escoamentos são, tipicamente, muito maiores que a escala de comprimento molecular, tem-se a validade da aplicação dessa hipótese, admitindo que todas as características do fluido variam continuamente dentro do mesmo, de forma que todos os elementos que compõem o fluido apresentam suas propriedades bem definidas, sem a presença de regiões vazias, como pode ser observado a nível molecular (STREETER, 1974;OKIISHI, 1997;OKIISHI, 2005;SOUZA et al, 2011). Segundo Munson, Young e Okiishi (2005, p. 95 Cada uma das três maneiras em que a Equação (2) está escrita, buscam representar o mesmo fenômeno, porém, com formulações matemáticas diferentes.…”