Marcelo Ryudi Tsuzuki 074925Rafael Riedo Zanetti 074981

Taylor-CouetteFlow

DefiniçãoEstudo de comportamento de um

fluido confinado entre cilindros coaxiais.

Um dos cilindros permanece estático enquanto o outro é rotacionado à uma dada velocidade, ou os dois cilindros giram em sentidos opostos.

Fluido apresenta vórtices de recirculação em relação ao eixo axial, a partir de um ponto crítico de referência.

Modelos de rodagemPrimeira Tentativa: ajustagem de parâmetros e

refinamento de malha.

Segunda Tentativa: aumento de tolerância, número de células, variação de parâmetros.

Terceira Tentativa: aplicação de pressure relief.

Quarta Tentativa: aplicação de regime transiente.

Quinta Tentativa: aplicação de regime transiente seguido de regime permanente.

ParametrizaçãoMotivos para escolha dos

parâmetros.

Tipo de fluido adotado.

Referência em Taylor crítico/ Reynolds crítico.

ParâmetroUnidad

e Valor20

2897,239170,2128

0.001175

1200

1,410,1

0,110,01

𝑇𝑎𝑐𝑟𝑖𝑡=1708

𝑅𝑒𝑐𝑟𝑖𝑡=132

𝑻𝒂=(𝑼 𝟎𝟐𝒅𝟐

𝒗𝟐 )( 𝒅𝑹𝟏)

𝑹𝒆=(𝑼 𝟎𝒅𝒗 )

Geometria doDomínio

Motivos para escolha do número de células e tolerâncias.

Calibragem dos parâmetros de tolerância e razões de aspecto.

Parâmetro ValorNúmero de células em x 40

Número de células em y 50

Número de células em z 50

Tolerância em x

Tolerância em y

Tolerância em z

Parâmetro Valor4,310,11

Perfis de pressão

Perfis de resíduo de pressão

Perfis de x-Velocity

Perfis de resíduo de x-Velocity

Perfis de y-Velocity

Perfis de resíduo de y-Velocity

Perfis de z-Velocity

Perfis de resíduo de z-Velocity

Perfis em corte

Comprimento de onda5 cm

Medição do comprimento de onda.

Comparação com a estimativa da literatura (4,8 x “gap”).

Relação da energia

𝒖 (𝒓 )=𝑨𝒓 +𝑩𝒓

𝑨=𝝎𝟏𝜼 ²−𝝀𝜼 ²−𝟏

𝑩=𝑹𝟏𝟐𝝎𝟏

𝟏−𝝀𝟏−𝜼 ²

Previsão matemática do comportamento do fluído vs simulação do phoenics.

Solver

Erros obtidos.

Convergência na solução transiente vs transiente + permanente.

Tempo de rodagem vs refinamento.

Presença e formato dos vórtices de recirculação conforme esperado.

Formação dos vórtices acima do valor de Taylor crítico referenciado na literatura.

Comprimento de onda dentro do previsto pela literatura.

Problema demanda capacidade e tempo de solução elevados do software.

Conclusões

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