INVESTIGAÇÃO DO TAMANHO DO DOMÍNIO COMPUTACIONAL ADEQUADO PARA SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE ESCOAMENTOS EXTERNOS SUBSÔNICOS

Abstract

O presente artigo apresenta uma investigação em relação ao tamanho domínio computacional
adequado para simulações de escoamento externo com um número de Reynolds pré-
estabelecido, nas condições de um escoamento viscoso, bidimensional e incompressível, ao
redor de um cilindro maciço, tendo como objetivo investigar a influência do tamanho do
domínio computacional no coeficiente de arrasto. Foram escolhidos dois fluidos, água e ar,
ambos a 25°C (tento suas características vindas do software escolhido). Como forma de
investigar a existência da correlação já mencionada, foram feitas uma serie de simulações,
aumentando e diminuindo as dimensões do domínio computacional (de forma a manter a
proporcionalidade dos valores de cada dimensão). Verificou-se a necessidade de uma malha
mais elaborada, sendo assim, foi feito um estudo de malha, utilizando uma construção com
malhas estruturadas. O modelo de turbulência escolhido para todos os testes numéricos foi o
modelo padrão k-épsilon, e como critério de convergência, foi adotado o resíduo médio
quadrático máximo pré-estabelecido. As simulações foram feitas com o software comercial de
dinâmica dos fluidos computacional, o ANSYS CFX®, sendo a versão utilizada a 2021 R1.
Para um critério de convergência definido, os domínios computacionais maiores tenderam a
apresentar valores de coeficiente de arrasto menores, enquanto os domínios menores
tenderam a apresentar valores maiores de coeficiente de arrasto.