Simulação numerica da descarga termica axissimetrica de chamines na atmosfera

Abstract

Experimentação numérica do problema da descarga térmica bidimensional de jatos em ambiente uniforme ou estratificado, utilizando o método dos volumes finitos, aplicado a um sistema de coordenadas generalizadas. Para captar os efeitos de recirculação devidos a inversões térmicas, no caso de ambientes estratificados, o modelo matemático retém as equações na forma elíptica. O sistema elíptico de equações governantes é transformado do sistema de coordenadas cilíndricas para curvilíneas. Posteriormente, este é integrado e submetido a uma aproximação. O sistema resultante é resolvido por técnicas numéricas de solução de matrizes, sendo o acoplamento pressão-velocidade, oriundo da formulação incompressível, tratado pelo método PRIME. Para a validação da metodologia, simulam-se casos de convecção pura e mista no interior de um duto de secção circular, considerando o parâmetro adimensional Gr/Re. Posteriormente comparam-se resultados para jatos d'água descarregados no interior de um reservatório de mesmo fluído. Simula-se ainda um caso hipotético de inversão térmica e finalmente obtém-se resultados para escoamentos turbulentos, através da implementação de um modelo de turbulência algébrico simples, inicialmente proposto para um sistema parabólico de equações.