PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation 2002

Análise computacional do comportamento dinâmico do fluido de um mancal hidrodinâmico pelo método dos elementos finitos.

Author

Elisabeth Maria Augusto

Advisor

  • Advisor João Carlos Menezes

Concentration Area

Sistemas Aeroespaciais e Mecatrônica

Defense Date

2002

Thesis Number

000489757

Abstract

O escoamento laminar incompressível do fluido de um mancal hidrodinâmico, escoamento este regido pelas equações de Navier-Stokes, foi analisado aplicando-se o método dos elementos finitos associado a formulação variacional de Galerkin. O elemento adotado para a discretização da parte geométrica do problema foi um paralelepípedo, com 20 nós. Após a discretização das equações de Navier-Stokes e sua conveniente expressão em termos de funções de forma, o sistema de equações a ser resolvido passou por uma adaptação necessária para solucionar as oscilações de pressão que comprometiam a convergência. Esta adaptação consistiu na introdução de uma equação de Poisson para pressão, a ser resolvida conjuntamente às demais equações. Sua adoção trouxe estabilidade e convergência ao programa FluidFlow, escrito paralelamente às etapas acima mencionadas. Quanto às simulações, primeiramente foram simulados escoamentos de Couette e Poiseuille (ambos em coordenadas retangulares), dada a similaridade entre estes e o escoamento de um mancal no qual o raio adotado foi considerado infinito. Posteriormente uma seção de um mancal hidrodinâmico foi simulada, com diferentes malhas e condições de contorno. Os resultados obtidos foram satisfatórios e validaram os procedimentos por nós adotados.

Keywords

Escoamento laminar Escoamento incompressível Escoamento tridimensional Mancais Hidrodinâmica Equação de Navier-Stokes Equação de Poisson Método de elementos finitos Método de Galerkin Mecânica dos fluidos Física