PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2002

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

Autor

Elisabeth Maria Augusto

Orientador

  • Orientador João Carlos Menezes

Área de Concentração

Sistemas Aeroespaciais e Mecatrônica

Data de Defesa

2002

Número da Tese

000489757

Resumo

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.

Palavras-chave

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