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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

EM 974 Métodos Computacionais em Engenharia Térmica e Ambiental

Prof. Responsável: Eugênio Spanó Rosa

IDENTIFICAÇÃO NOME RA

Arthur Vieira de Oliveira 070231

Lucas Inácio Rodrigues Damasceno 073370

TURMA GRUPO

A 8

TÍTULO DO TRABALHO Análise da distribuição mássica entre os dutos de um coletor de admissão –

análise em Regime Permanente

1. Introdução

1.1 Motivação

Na pesquisa do ramo automotivo, um componente que sempre se busca

aprimorar é o coletor de admissão, pois é desejável que ele distribua igualmente a vazão de ar entre os dutos (para manter o equilíbrio dinâmico do motor) e que suas perdas associadas sejam as menores possíveis. Assim, este produto se torna interessante para analisar a fluidodinâmica, observando como a vazão mássica se comporta em seu interior a partir do momento que o vácuo é criado pelo pistão.

1.2 Objetivo

Este trabalho tem como objetivo estudar a dispersão da vazão mássica

entre os dutos de um coletor de admissão, tendo em vista as diferenças geométricas existentes.

Ao término do trabalho serão apresentados os perfis de escoamento de fluido através do coletor, desde sua entrada até a saída em cada duto. A análise será feita inicialmente em regime permanente para primeira análise.

2. Revisão e Literatura

2.1 Descrição

A intenção desde trabalho é estudar o escoamento em um coletor de admissão de

um motor de combustão interna. A complexidade da dinâmica do motor em conjunto

com a fluidodinâmica torna este assunto bastante interessante para ser analisado. Alguns

fatores que são bastante importantes para o projeto de um coletor podem ser bem

observados primeiramente com uma simulação em CFD.

Um coletor de admissão consiste basicamente em três partes: duto de entrada

(onde se tem o corpo de borboleta), plenum (reservatório de ar) e condutos (que

direcionam o escoamento para os cilindros separadamente). Ele é feito normalmente de

alumínio ou de material polimérico, como a poliamida. A Figura 1 mostra um coletor

de admissão com suas partes.

Figura 1: Coletor de admissão com suas partes

O fator que tentaremos observar neste trabalho é a distribuição de ar entre os

condutos e tentar observar características do coletor que possam diminuir a dispersão da

vazão mássica entre os condutos. Serão trabalhadas pelo menos três geometrias

diferentes que serão simuladas com vazão estática, que é a situação como a maioria dos

coletores é testada.

2.2 Simulação

Para a simulação, serão feitas algumas simplificações e hipóteses para facilitar e

até viabilizar a simulação, além de buscar ao máximo representar o fenômeno real.

Seguem abaixo estas considerações:

1) A simulação será feita em 2D, pois o custo computacional para uma análise

3D seria muito alto e possivelmente não teríamos condições de realizar a

simulação. Além disso, uma análise 3D traria dificuldades na simulação, que

seriam desnecessárias no nosso caso, haja vista o nosso objetivo, já que

poderia dificultar a convergência do resultado.

2) Como a simulação será feita em 2D, trabalharemos com geometrias que

apresentem as três principais partes do coletor apresentadas na Figura 1.

Duto de entrada Condutos

Plenum

3) A análise se baseará na distribuição de ar entre os condutos. Portanto, não

utilizaremos nas nossas simulações geometrias complexas para outras

finalidades (como geometrias que existem exclusivamente para favorecer a

mistura do ar com o combustível).

4) A simulação não envolverá análise térmica.

5) As condições de contorno para a simulação serão:

a. Ar ambiente no duto de entrada

b. Vácuo no fim do conduto

c. Haverá atrito na parede do coletor

6) Será feita primeiramente uma análise individual de cada conduto em vazão

estática. Posteriormente, o fluxo do ar com todos os condutos abertos em

vazão estática.

2.3 Referências

Para a realização do projeto utilizaremos como base livros e apostilas sobre

motores de combustão interna para adquirirmos valores de vazão mássica de ar para a

borboleta 100% aberta (que é o mais próximo do nosso caso). Livros de Mecânicas dos

Fluidos também poderão ser necessários para a revisão de alguns conceitos básicos de

escoamento. Como base para comparação dos resultados experimentais a principal fonte

será a tese de doutorado em engenharia mecânica de Gustavo Rodrigues de Souza, com

o título: Estudo Experimental e Numérico do Sistema de Admissão de um Motor de

Combustão Interna.

Segundo Souza, entre os principais fatores no projeto de um coletor de admissão

pode-se citar:

• fluxo mais direto possível para cada cilindro;

• quantidade igual de carga para cada cilindro;

• distribuição uniforme da mistura para cada cilindro;

• intervalo de aspiração igual entre as derivações de dutos;

• e meio que se evite interferências entre o fluxo de cada cilindro.

Como se pode ver, muitos fatores relacionados ao fluxo mássico de ar admitido

são importantes no desempenho de um coletor, daí surge a nossa motivação para estudar

esse tópico.

Em seu trabalho, Souza obteve resultados para um coletor utilizado em um motor

com as seguintes características:

Tabela 1 – Parâmetros do motor.

O autor fez experimentos com quatro coletores de geometrias diferentes, a fim de

analisar o efeito que cada uma causaria no fluxo mássico e como este seria distribuído.

As formas geométricas utilizadas são apresentadas abaixo:

Figura 1: Variações geométricas de coletores utilizadas no experimento.

Tendo os coletores as seguintes dimensões:

Tabela 2 – Dimensões dos coletores de admissão.

Para a simulação Souza utilizou os seguintes parâmetros:

Tabela 3 – Parâmetro Implementados no programa de simulação numérica

Com os dados do motor e dos coletores, Souza chegou em resultados para a

vazão mássica e volumétrica teóricas para uma determinada faixa de rotação, cujos

dados são apresentados na tabela abaixo:

Tabela 4 – Valores teóricos para as vazões mássica e volumétrica

Em seguida foram realizadas as simulações numéricas, as quais são apresentadas

nas tabelas abaixo, representando a eficiência volumétrica em cada cilindro e do motor

completo:

Tabela 6 – Resultados obtidos com a simulação numérica

Para as dimensões dos “coletores” a serem analisados no PHOENICS,

utilizaremos valores próximos aos utilizados por Souza, assim poderemos ter uma boa

base de quais são os resultados esperados.

3. Simulações e Análise

3.1 Condições de contorno e Propriedades

Como em todo problema de engenharia, tivemos que fazer algumas considerações

para a resolução do problema, tanto em termos físicos como em termos computacionais,

para que usássemos a capacidade adequada do programa e realizar a análise pretendida

de acordo com os nossos objetivos.

Como já foi dito, as simulações serão todas em duas dimensões, já que o objetivo

não é analisar o perfil de velocidade do ar no coletor, mas sim a distribuição dele para

os dutos de saída. Ainda se valendo dessa hipótese, os perfis dos dutos, tanto dos de

saída como do de entrada, são quadrados e não circulares, como são os dutos dos

coletores convencionais. Isso foi feito justamente para que as simulações fossem

realizadas em duas dimensões e sem maiores complicações.

Todos os modelos de coletores simulados seguiram um determinado padrão. Da

experiência sabemos que o pleno é a parte do coletor que mais determina na dispersão

do ar, portanto os modelos de cada geometria tinham apenas mudanças nas suas

dimensões modificadas. Os dutos de saída e o duto de entrada mudavam de posição em

relação ao pleno, porém seus comprimentos e seus perfis permaneceram constantes.

Para a montagem física do coletor utilizamos um domínio de alumínio (material

100 do Phoenics), bastante utilizado na produção de coletores, e construímos o duto de

entrada, o pleno e os dutos de saída com ar a 20ºC,1 atm e incompressível (Gás 0 do

Phoenics) . Sabemos que o ar em um coletor se comporta de modo compressível, porém

nosso objetivo era analisar os efeitos das diferentes geometrias na distribuição de ar,

então esse seria um fator que não influenciaria nos resultados que objetivamos. Devido

a isso, os modelos de energia não foram considerados nas simulações. Os efeitos das

forças gravitacionais também não foram considerados.

Na entrada do duto de entrada colocamos utilizamos um outlet, com pressão

ambiente (101325Pa) e velocidades nulas como condições de contorno. No final do duto

de saída que analisávamos no momento colocamos outro outlet, com pressão 10000Pa

inferior a pressão na entrada do coletor, criando assim vácuo. Essa hipótese foi a nossa

tentativa de simular o vácuo gerado nos cilindros do motor, o qual suga o ar para dentro

dos mesmos. O valor da pressão de saída ser cerca de 90% da pressão da entrada foi

encontrado no material do Professor Gallo (REF[2])

Como nosso domínio era de alumínio e as partes “sólidas” de ar, tivemos que nos

utilizar da ferramenta plate para simular a condição de atrito das paredes nos casos em

que alguma parede do coletor estava em alguma fronteira do domínio.

Ainda como considerações computacionais, podemos citar que utilizamos o

modelo de turbulência LVEL, que escolhemos um número alto de interações (3000 para

todas as simulações), buscando os melhores resultados possíveis, e que o nosso critério

de convergência foi de 0,1%.

3.2 Modelos Geométricos Estudados

Para o estudo do caso, foram propostos três diferentes modelos de coletor de

admissão, apresentados abaixo na Figura 2. Como dito, as análises serão feitas em 2D.

Figura 2: Modelos estudados. (a) Modelo 1. (b) Modelo 2. (c) Modelo 3.

Segue abaixo as figuras de cada modelo de cada coletor que será testado. A

diferença de um modelo para o outro é dimensional ou estrutural, basicamente.

Figura 3: Modelos estudados do coletor 1. (a) Modelo 1A. (b) Modelo 1B. (c) Modelo

1C.


2C.


3C.

Como se pode ver, mantivemos os tamanhos do duto de entrada e dos dutos de

saída para facilitar posteriormente a análise de cada modelo de coletor. Depois da

simulação, os modelos serão comparados entre cada tipo e, finalmente, será escolhido o

melhor coletor.

3.3 Sensibilidade da malha

Para os três modelos de coletor, foram escolhidos os modelos mais básicos de

cada um e neles foram feitas as sensibilidades de malha. Ou seja, estes testes foram

feitos nos coletores de modelo 1A, 2A e 3A. Segue o resultado da sensibilidade para

cada coletor.

• Coletor 1:

A Tabela 7 mostra as malhas que foram testadas para o coletor 1, enquanto a

Tabela 8 mostra os resultados comparativos entre estas malhas. Os pontos analisados

foram os seguintes e para cada um se esperou com completassem a simulação ou que

fizessem no máximo 3000 iterações:

Ponto 1: x = 0,05m ; y = 0,075m

Ponto 2: x = 0,15m ; y = 0,095m

Ponto 3: x = 0,15m ; y = 0,015m

Tabela 7: Malhas testadas para o coletor 1

MALHA 1 MALHA 2 MALHA 3 MALHA 4 MALHA 5

Região Células

X

Células

Y

Células

X

Células

Y

Células

X

Células

Y

Células

X

Células

Y

Células

X

Células

Y

1 4 5 15 16 12,

p(-1,4)

10,

p(-1,6)

15,

p(-1,4)

13,

p(-1,5)

20,

p(-1,4)

20,

p(-1,5)

2 8 3 28 6 22,

p(1,4) S

6,

p(1,6) S

30,

p(1,4) S

9,

p(1,4) S

40,

p(1,4) S

12,

p(1,4) S

3 10 3 40 6 25,

p(1,6) 6

30,

p(1,6) 9

40,

p(1,6) 12

4 - 5 - 10 - 10 - 13 - 20

5 - 3 - 6 - 5,

p(1,4) S -

7,

p(1,2) S -

10,

p(1,2) S

6 - 5 - 10 - 10 - 13 - 20

7 - 3 - 6 - 6 - 9 - 12

8 - 3 - 6 - 6,

p(1,4) -

9,

p(1,4) S -

12,

p(1,4)

9 - 5 - 16 - 10,

p(1,6) -

13,

p(1,5) -

20,

p(1,5)

Tabela 8: Resultados comparativos das malhas testadas para o Coletor 1

Malha Tempo

CPU [s] Vm

[m/s] V1 [m/s] V2 [m/s] V3 [m/s] M D1

[kg/s] M D3

[kg/s] BOM?

1 31 43,07094 86,91996 86,74164 61,79557 -

0,10371 -

0,15052 Não

2 253 44,77338 84,61423 89,32620 76,93031 -

0,09641 -

0,14987 Não

3 130 43,20367 82,79798 89,71960 79,61891 -

0,09431 -

0,14953 +/-

4 269 44,01216 82,63057 91,23734 83,07708 -

0,09481 -

0,14623 Sim

5 727 45,00656 82,64093 93,53677 84,64624 -

0,09567 -

0,14517 Sim

A malha escolhida foi a número 4, pois ela foi a que apresentou os resultados mais

aproximados da malha superrefinada e que teve melhor custo computacional. Vale

lembrar que o parâmetro mais importante nesta análise é a vazão mássica em cada duto.

• Coletor 2:





Ponto 1: x = 0,025m ; y = 0,15m

Ponto 2: x = 0,3m ; y = 0,135m

Ponto 3: x = 0,3m ; y = 0,015m


MALHA 1 MALHA 2 MALHA 3 MALHA 4

Regiã

o Célula

s X Célula

s Y Célula

s X Célula

s Y Célula

s X Célula

s Y Célula

s X Célula

s Y

1 3 3 20,

p(1,4) S 10,

p(1,6) S 25,

p(-1,6) 20,

p(-1,6) 20,

p(-1,6) 15,

p(-1,6)

2 3 1 20,

p(1,6) S 4,

p(1,6) S 25,

p(1,6) S 6,

p(2,0) S 25,

p(1,6) S 5,

p(2,0) S

3 13 3 25,

p(2,0) 10,

p(1,6) S 30,

p(2,0) 20,

p(1,6) S 25,

p(2,0) 15,

p(1,6)S

4

1

4,

p(1,6) S 6,

p(2,0) S 5,

p(2,0) S

5

3

10,

p(1,6) S 20,

p(1,6) S 15,

p(1,6) S

6

1

4,

p(1,6) S 6,

p(2,0) S 5,

p(2,0) S

7

3

10,

p(1,6) S 20,

p(1,6) 15,

p(1,6)

8

5

10,

p(1,6) S 15,

p(1,6) 10,

p(1,6)


Malha Tempo CPU

[s] Vm

[m/s] V1

[m/s] V2

[m/s] V3

[m/s] M D1

[kg/s] M D3

[kg/s] BOM?

1 11 40,98306 83,01169 54,34516 87,53859 0,15430 0,09720 Não

2 382 38,89289 73,20909 48,62489 89,84673 0,14492 0,07492 +/-

3 703 40,64061 74,32525 45,92693 92,50166 0,15034 0,071516 Sim

4 497 40,03025 74,2851 45,91261 92,08144 0,15008 0,072141 Sim


aproximados da malha superrefinada e que teve melhor custo computacional.

• Coletor 3:





Ponto 1: x = 0,1m ; y = 0,175m

Ponto 2: x = 0,1m ; y = 0,015m

Ponto 3: x = 0,1m ; y = 0,175m


MALHA 1 MALHA 2 MALHA 3 MALHA 4 MALHA 5

Região Células

X Células

Y Células

X Células

Y Células

X Células

Y Células

X Células

Y Células

X Células

Y

1 10 5 35 15 20,

p(-1,2) 12,

p(-1,2) 25,

p(-1,4) 15,

p(-1,4) 30,

p(-1,4) 17,

p(-1,4)

2 5 2 20 6 10,

p(1,2)

6,

p(1,4)

S

12,

p(1,6)

7,

p(1,4)

S

20,

p(1,4)

9,

p(1,4)

S

3 20 5 50 15 20 12,

p(1,2)

S

10,

p(1,2)

17,

p(1,4)

S

7,

p(1,6)

19,

p(1,4)

S

4 - 3 - 9 - 8,

p(1,2)

S -

12,

p(1,4)

S -

14,

p(1,4)

S

5 - 6 - 20 - 15,

p(1,5)

S -

23,

p(1,4)

S -

29,

p(1,4)

S

6 - 3 - 9 - 8,

p(1,2)

S -

12,

p(1,4)

S -

14,

p(1,4)

S

7 - 5 - 15 - 12,

p(1,2)

S -

17,

p(1,4)

S -

19,

p(1,4)

S

8 - 2 - 6 - 6,

p(1,4)

S -

7,

p(1,4)

S -

9,

p(1,4)

S

9 - 5 - 15 - 12,

p(1,2) - 15,

p(1,4) - 17,

p(1,4)


Malha Tempo

CPU [s] Vm

[m/s] V1 [m/s] V2 [m/s] V3 [m/s] M D1

[kg/s] M D3

[kg/s] BOM?

1 7 43,27569 82,47674 80,28706 64,37518 0,14355 0,010225 Não

2 246 45,33244 82,17860 90,27792 81,09544 0,15566 0,085156 Sim

3 78 43,85563 81,80354 87,82162 77,86786 0,15240 0,088639 +/-

4 107 44,44118 81,33258 89,60653 82,57311 0,15469 0,084217 Sim

5 171 44,98033 81,46618 90,59239 83,64990 0,15622 0,082416 Sim


aproximados da malha superrefinada e que teve melhor custo computacional.

3.4 Resultados e análise

O que realmente é importante para analisar o desempenho de um coletor é a

quantidade de ar que ele permite atingir os cilindros do motor (ou seja, ele deve ter

baixa perda de carga) e a dispersão do ar admitido entre os cilindros deve ser a menor

possível. Geralmente, é aceitável uma dispersão mássica máxima de 3% entre o duto

com maior vazão e o duto com menor vazão. Vale lembrar que o critério da dispersão é

mais importante do que o da massa admitida. Com isto em mente, segue os resultados

obtidos para cada coletor e para cada modelo.

• Coletor 1:

a) Modelo 1A:

A análise do coletor 1A foi feita com a malha apresentada na seção de

sensibilidade de malha. Segue o resultado obtido:

Duto 1: vazão mássica de 159,19 g/s Duto 2: vazão mássica de 176,51 g/s


Ou seja, para o coletor 1A foi encontrada a máxima dispersão de 11,5%, um valor

muito alto e não-satisfatório (razão entre a vazões mássicas do duto 3 e do duto 1).

b) Modelo 1B:

A análise do coletor 1B foi feita com a malha ajustada a partir da malha do coletor

1A. A única alteração feita foi na região 1 do eixo X, que ficou com 15 elementos com

distribuição p(-1,4).

Segue o resultado obtido:



Ou seja, para o coletor 1B foi encontrada a máxima dispersão de 38,7%, um valor

excessivamente alto e não-satisfatório (razão entre a vazões mássicas do duto 2 e do

duto 4).

c) Modelo 1C:

A análise do coletor 1C foi feita com a malha ajustada a partir da malha do coletor

1A. Segue na figura abaixo a malha utilizada. Deve-se lembrar de que, como ela foi

baseada na malha 1A, mantendo-se o mesmo aspecto geométrico pode-se esperar um

resultado confiável. Aonde se tinha dúvidas, a malha foi mais refinada.

Figura 5: malha utilizada para o modelo 1C






Enfim, dentre os modelos do primeiro coletor, o que apresentou o melhor

resultado foi o coletor 1C, apesar de este ainda não ser satisfatório.

• Coletor 2:

a) Modelo 2A:






muito alto e não-satisfatório (razão entre a vazões mássicas do duto 2 e do duto 4). Vale

lembrar que este coletor não é simétrico.

b) Modelo 2B:

A análise do coletor 2B foi feita com uma malha alterada baseada na malha do

coletor 2A. As únicas alterações feitas foram na região 1 do eixo X, que ficou com 15

elementos com distribuição p(-1,6) e na região 2 do eixo X com 8 elementos com

distribuição p(1,6).





um pouco acima do permitido e, portanto, não-satisfatório (razão entre a vazões

mássicas do duto 3 e do duto 1). Vale lembrar que este coletor não é simétrico.

c) Modelo 2C:

A análise do coletor 2C foi feita com uma malha alterada baseada na malha do

coletor 2B. A única alteração feita foi na região 4 do eixo Y, colocando 8 células com

distribuição p(2,0).




Ou seja, para o coletor 2C foi encontrada a máxima dispersão de 4,2%, um valor

pouco acima do permitido e não-satisfatório (razão entre a vazões mássicas do duto 3 e

do duto 1). Vale lembrar que este coletor não é simétrico.

Enfim, dentre os modelos do segundo coletor, o que apresentou o melhor

resultado foi o coletor 2B, apesar de este ainda não ser satisfatório.

• Coletor 3:

a) Modelo 3A:







b) Modelo 3B:

A análise do coletor 3B foi feita com uma malha alterada baseada na malha do

coletor 3A. A única alteração feita foi na região 1 do eixo X, que ficou com 15

elementos com distribuição p(-1,4).





praticamente perfeito e supersatisfatório (razão entre a vazões mássicas do duto 4 e do

duto 1).

c) Modelo 3C:

A análise do coletor 3C foi feita com uma malha alterada baseada na malha do

coletor 3A. A única alteração feita foi na região 1 do eixo X, colocando 30 células com

distribuição p(-1,3).




Ou seja, para o coletor 3C foi encontrada a máxima dispersão de 3,5%, um valor

pouco acima do permitido e não-satisfatório (razão entre a vazões mássicas do duto 4 e

do duto 3).

Enfim, dentre os modelos do terceiro coletor, o que apresentou o melhor resultado

foi o coletor 3B, que foi o único que apresentou um resultado não apenas satisfatório,

mas excelente.

4. Conclusão

O trabalho foi realizado com sucesso. Foi possível observar e comparar o

desempenho de cada coletor e poder, enfim, escolher o melhor dentre eles. Neste caso, o

que apresentou melhor resultado foi o coletor 3B, com uma dispersão baixíssima de

0,02%.

Vale lembrar que os valores de vazão mássica obtidos nos resultados não são

referentes a vazão de ar que realmente ocorre no motor, pois a análise que fizemos é de

vazão estática, enquanto o que ocorre no motor é vazão dinâmica. Neste segundo caso,

há diversos fenômenos que não foram considerados no nosso estudo.

No entanto, o trabalho aqui feito é válido para comparar como primeira

abordagem o desempenho do coletor. O resultado definitivo de sua performance só é

possível de se obter com resultados experimentais de protótipos destes coletores.

5. Bibliografia

[1] SOUZA, G.R. Estudo experimental e numérico do sistema de admissão de um motor de combustão interna. Tese de doutorado. 155p. USP/São Carlos. São

Carlos, Sp, Brasil. 2010.

[2] GALLO, W. Motores de combustão interna. Apostila. 1986.

ANEXO: ARQUIVO Q1 DO COLETOR 3B DO DUTO 1

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</head><body><pre><strong>

TALK=T;RUN( 1, 1)

*******************************************

*****************

Q1 created by VDI menu, Version 2010, Date

18/08/10

CPVNAM=VDI;SPPNAM=Core

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IRUNN = 1 ;LIBREF = 0

*******************************************

*****************

Group 1. Run Title

TEXT(No title has been set for this run. )

*******************************************

*****************

Group 2. Transience

STEADY = T

*******************************************

*****************

Groups 3, 4, 5 Grid Information

* Overall number of cells,

RSET(M,NX,NY,NZ,tolerance)

RSET(M,37,125,1)

*******************************************

*****************

Group 6. Body-Fitted coordinates

*******************************************

*****************

Group 7. Variables: STOREd,SOLVEd,NAMEd

* Non-default variable names

NAME(147)=WDIS ;NAME(148)=DEN1

NAME(149)=EL1 ;NAME(150)=ENUT

* Solved variables list

SOLVE(P1,U1,V1)

* Stored variables list

STORE(ENUT,EL1,DEN1,WDIS)

* Additional solver options

SOLUTN(P1,Y,Y,Y,N,N,Y)

TURMOD(LVEL)

*******************************************

*****************

Group 8. Terms & Devices

*******************************************

*****************

Group 9. Properties

PRESS0 =1.01325E+05 ;TEMP0 =273.

* Domain material index is 100 signifying:

* ALUMINIUM at 27 deg c

SETPRPS(1,100)

DRH1DP =1.47E-11

DVO1DT =2.35E-05

*******************************************

*****************

Group 10.Inter-Phase Transfer Processes

*******************************************

*****************

Group 11.Initialise Var/Porosity Fields

FIINIT(P1)=0. ;FIINIT(WDIS)=5.0E-03

No PATCHes used for this Group

INIADD = F

*******************************************

*****************

Group 12. Convection and diffusion adjustments


*******************************************

*****************

Group 13. Boundary & Special Sources


EGWF = T

*******************************************

*****************

Group 14. Downstream Pressure For PARAB

*******************************************

*****************

Group 15. Terminate Sweeps

LSWEEP = 3000

RESFAC =1.0E-03

*******************************************

*****************

Group 16. Terminate Iterations

LITER(P1)=200

*******************************************

*****************

Group 17. Relaxation

RELAX(P1 ,LINRLX,1. )

*******************************************

*****************

Group 18. Limits

*******************************************

*****************

Group 19. EARTH Calls To GROUND Station

CONWIZ = T

ISG50 = 1

*******************************************

*****************

Group 20. Preliminary Printout

*******************************************

*****************

Group 21. Print-out of Variables

OUTPUT(WDIS,Y,N,N,N,N,N)

*******************************************

*****************

Group 22. Monitor Print-Out

IXMON = 20 ;IYMON = 63 ;IZMON = 1

NPRMON = 100000

NPRMNT = 1

TSTSWP = -10

*******************************************

*****************

Group 23.Field Print-Out & Plot Control

NPRINT = 100000

ISWPRF = 1 ;ISWPRL = 100000


*******************************************

*****************

Group 24. Dumps For Restarts

GVIEW(P,0.963801,0.263692,-0.039418)

GVIEW(UP,-0.265,0.963693,-0.032708)

> DOM, SIZE, 2.400000E-01, 2.300000E-01,

5.000000E-02

> DOM, MONIT, 5.047099E-02, 1.150000E-

01, 2.500000E-02

> DOM, SCALE, 1.000000E+00,

1.000000E+00, 1.000000E+00

> DOM, INCREMENT, 1.000000E-02,

1.000000E-02, 1.000000E-02

> GRID, AUTO, F F T

> GRID, RSET_X_1, 15,-1.400000E+00

> GRID, RSET_X_2, 12, 1.600000E+00

> GRID, RSET_X_3, 10, 1.200000E+00

> GRID, RSET_Y_1, 15,-1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_2, -7, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_3, -17, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_4, -12, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_5, -23, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_6, -12, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_7, -17, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_8, -7, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Y_9, 15, 1.400000E+00

> GRID, RSET_Z_1, 1, 1.000000E+00

> DOM, INI_AMB, YES

> DOM, INI_BUOY, YES

> OBJ, NAME, DUTO_ENT

> OBJ, POSITION, 4.000000E-02, 9.000000E-

02, 0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 5.000000E-02, 5.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO

> OBJ, GEOMETRY, cubet

> OBJ, TYPE, BLOCKAGE

> OBJ, MATERIAL, 0, Air at 20 deg C, 1 atm,

treated as i

> OBJ, NAME, PLENO

> OBJ, POSITION, 0.000000E+00,

0.000000E+00, 0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 4.000000E-02, TO_END,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO




treated as i

> OBJ, NAME, DUTO1

> OBJ, POSITION, AT_END,

0.000000E+00, 0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 2.000000E-01, 3.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO




treated as i

> OBJ, NAME, DUTO2

> OBJ, POSITION, AT_END, 4.000000E-02,

0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 2.000000E-01, 3.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO




treated as i

> OBJ, NAME, DUTO3

> OBJ, POSITION, AT_END, 1.600000E-01,

0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 2.000000E-01, 3.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO




treated as i

> OBJ, NAME, DUTO4

> OBJ, POSITION, AT_END, AT_END,

0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 2.000000E-01, 3.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO




treated as i

> OBJ, NAME, PLT_INF


0.000000E+00, 0.000000E+00

> OBJ, SIZE, TO_END, 0.000000E+00,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO

> OBJ, GEOMETRY, cube11

> OBJ, TYPE, PLATE

> OBJ, NAME, PLT_SUP

> OBJ, POSITION, 0.000000E+00, AT_END,

0.000000E+00

> OBJ, SIZE, TO_END, 0.000000E+00,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO


> OBJ, TYPE, PLATE

> OBJ, NAME, AR_ENT

> OBJ, POSITION, 9.000000E-02, 9.000000E-

02, 0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 0.000000E+00, 5.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO

> OBJ, GEOMETRY, cube12t

> OBJ, TYPE, OUTLET

> OBJ, COLOR-MODE, DEFAULT2

> OBJ, COLOR-VAL, 214

> OBJ, OPAQUE, 100

> OBJ, PRESSURE, P_AMBIENT

> OBJ, COEFFICIENT, 1000.

> OBJ, NAME, SAIDA

> OBJ, POSITION, AT_END,

0.000000E+00, AT_END

> OBJ, SIZE, 0.000000E+00, 3.000000E-02,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO

> OBJ, GEOMETRY, cube12t

> OBJ, TYPE, OUTLET

> OBJ, COLOR-MODE, DEFAULT2

> OBJ, COLOR-VAL, 214

> OBJ, OPAQUE, 100

> OBJ, PRESSURE, -1.0E+04

> OBJ, COEFFICIENT, 1000.

> OBJ, NAME, PLT_ESQ


0.000000E+00, 0.000000E+00

> OBJ, SIZE, 0.000000E+00, TO_END,

TO_END

> OBJ, DOMCLIP, NO


> OBJ, TYPE, PLATE

STOP

</strong></pre></body></html>

ANEXO: ARQUIVO RESULT DO COLETOR 3B DO DUTO 1

*******************************************

*****************

---------------------------------------------------------

CCCC HHH PHOENICS October 2010 -

EARTH

CCCCCCCC H (C) Copyright 2010

CCCCCCC See H Concentration Heat and

Momentum Ltd

CCCCCCC our new H All rights reserved.

CCCCCC Web-site H Address: Bakery House,

40 High St

CCCCCCC www.cham. H Wimbledon, London,

SW19 5AU

CCCCCCC co.uk H Tel: 020-8947-7651

CCCCCCCC H Fax : 020-8879-3497

CCCC HHH E-mail:

[email protected]

---------------------------------------------------------

This program forms part of the PHOENICS

installation for:

CHAM

The code expiry date is the end of : Sep 2002

---------------------------------------------------------

Running with 32-bit executable

*******************************************

*****************

Initial estimated storage requirement is

10000000

Information about material properties

Total number of SPEDATs is 45

number of materials specified by SPEDATs is

1

solprp = 100 porprp = 198 vacprp = 199

!!!! The properties file is PROPS

Properties being read from PROPS

Properties have been read from PROPS

PRPS is stored with initial value=

=-100.

Material properties used for phase 1 are

density

compressibility

laminar viscosity

turbulent viscosity

mixing length

>>> End of property-related data <<<

*******************************************

*****************

Number of F-array locations available is

10000000

Number used before BFC allowance is

476907

Number used after BFC allowance is

476907

>> Current turbulence model constants <<

They may be changed by inserting in Q1

SPEDAT(KECONST,name of constant,R,value)

CMU =0.5478 CD =0.1643

CMUCD =0.090004

C1E =1.44 C2E =1.92

AK =0.41 EWAL =8.6

biggest cell volume divided by average is

4.502970 at:

ix = 37 iy = 63 iz = 1

xg =0.231093 yg =0.115

zg =0.025

smallest cell volume divided by average is

5.1202990E-02 at:

ix = 15 iy = 111 iz = 1

xg =0.039549 yg =0.200339

zg =0.025

ratio of smallest to biggest is 1.1370939E-02

*******************************************

*****************

-------- Recommended settings -------

CONWIZ=T activates settings based on

refrho =1. refvel =10.

reflen =1. reftemp =1000.

rlxdu1 =0.5 rlxdv1 =0.5

rlxdw1 =0.5

Maximum change of U1 per sweep= 100.0000

Maximum change of V1 per sweep= 100.0000

relaxation and min/max values left at

defaults may have been changed

*******************************************

*****************

*******************************************

*****************

Group 1. Run Title and Number

*******************************************

*****************

*******************************************

*****************

TEXT(No title has been set for this run. )

*******************************************

*****************

*******************************************

*****************

IRUNN = 1 ;LIBREF = 0

*******************************************

*****************

Group 2. Time dependence

STEADY = T

*******************************************

*****************

Group 3. X-Direction Grid Spacing

CARTES = T

NX = 37

XULAST =0.24

XFRAC(1)=0.015345 ;XFRAC(8)=0.109327

XFRAC(15)=0.166667 ;XFRAC(22)=0.254615

XFRAC(29)=0.465598 ;XFRAC(36)=0.925771

*******************************************

*****************

Group 4. Y-Direction Grid Spacing

NY = 125

YVLAST =0.23

YFRAC(1)=0.012009 ;YFRAC(26)=0.196615

YFRAC(51)=0.391304 ;YFRAC(76)=0.618035

YFRAC(101)=0.817485

*******************************************

*****************

Group 5. Z-Direction Grid Spacing

PARAB = F

NZ = 1

ZWLAST =0.05

*******************************************

*****************

Group 6. Body-Fitted Coordinates

*******************************************

*****************

Group 7. Variables: STOREd,SOLVEd,NAMEd

ONEPHS = T

NAME(1)=P1 ;NAME(3)=U1

NAME(5)=V1 ;NAME(145)=PRPS

NAME(146)=LTLS ;NAME(147)=WDIS

NAME(148)=DEN1 ;NAME(149)=EL1

NAME(150)=ENUT

* Y in SOLUTN argument list denotes:

* 1-stored 2-solved 3-whole-field

* 4-point-by-point 5-explicit 6-harmonic averaging

SOLUTN(P1,Y,Y,N,N,N,Y)

SOLUTN(U1,Y,Y,N,N,N,Y)

SOLUTN(V1,Y,Y,N,N,N,Y)

SOLUTN(PRPS,Y,N,N,N,N,N)

SOLUTN(LTLS,Y,Y,N,N,N,Y)

SOLUTN(WDIS,Y,N,N,N,N,Y)

SOLUTN(DEN1,Y,N,N,N,N,Y)

SOLUTN(EL1,Y,N,N,N,N,Y)

SOLUTN(ENUT,Y,N,N,N,N,Y)

DEN1 = 148

VIST = 150

LEN1 = 149

PRPS = 145

*******************************************

*****************

Group 8. Terms & Devices

* Y in TERMS argument list denotes:

* 1-built-in source 2-convection 3-diffusion 4-

transient

* 5-first phase variable 6-interphase transport

TERMS(P1,Y,Y,Y,N,Y,N)

TERMS(U1,Y,Y,Y,N,Y,N)

TERMS(V1,Y,Y,Y,N,Y,N)

TERMS(LTLS,N,N,Y,N,Y,N)

DIFCUT =0.5 ;ZDIFAC =1.

GALA = F ;ADDDIF = T

NEWENT = T

ISOLX = -1 ;ISOLY = -1 ;ISOLZ = 0

*******************************************

*****************

Group 9. Properties used if PRPS is not

stored, and where PRPS = -1.0 if it is!

RHO1 =2700. ;TMP1 =0.

EL1 = GRND1

TSURR =0. ;TEMP0 =273.

PRESS0 =1.01325E+05

DVO1DT =2.35E-05 ;DRH1DP =1.47E-11

EMISS =0. ;SCATT =0.

RADIA =0. ;RADIB =0.

EL1A =0. ;EL1B =1.

EL1C =0.

ENUL =0.35 ;ENUT = GRND8

ENUTA =0. ;ENUTB =0.

ENUTC =0.

IENUTA = 0

PRNDTL(U1)=1. ;PRNDTL(V1)=1.

PRNDTL(LTLS)=1.

PRT(U1)=1. ;PRT(V1)=1.

PRT(LTLS)=1.0E+10

CP1 =896. ;CP2 =1.

*******************************************

*****************

Group 10.Inter-Phase Transfer Processes

*******************************************

*****************

Group 11.Initial field variables (PHIs)

FIINIT(P1)=0. ;FIINIT(U1)=1.0E-10

FIINIT(V1)=1.0E-10 ;FIINIT(PRPS)=-100.

FIINIT(LTLS)=0. ;FIINIT(WDIS)=5.0E-03

FIINIT(DEN1)=2700. ;FIINIT(EL1)=1.0E-10

FIINIT(ENUT)=1.0E-10

Parent VR object for this patch is: DUTO_ENT

PATCH(OB1 ,INIVAL, 16, 27, 52, 74, 1, 1, 1, 1)

INIT(OB1 ,PRPS,0. ,0. )

Parent VR object for this patch is: PLENO

PATCH(OB2 ,INIVAL, 1, 15, 1, 125, 1, 1, 1, 1)


Parent VR object for this patch is: DUTO1

PATCH(OB3 ,INIVAL, 16, 37, 1, 15, 1, 1, 1, 1)



PATCH(OB4 ,INIVAL, 16, 37, 23, 39, 1, 1, 1, 1)



PATCH(OB5 ,INIVAL, 16, 37, 87, 103, 1, 1, 1, 1)



PATCH(OB6 ,INIVAL, 16, 37, 111, 125, 1, 1, 1, 1)


INIADD = F

FSWEEP = 1

NAMFI =CHAM

*******************************************

*****************

Group 12. Patchwise adjustment of terms

Patches for this group are printed with those

for Group 13.

Their names begin either with GP12 or &

*******************************************

*****************

Group 13. Boundary & Special Sources

Parent VR object for this patch is: AR_ENT

PATCH(OB9 ,EAST , 27, 27, 52, 74, 1, 1, 1, 1)

COVAL(OB9 ,P1 ,1000. ,0. )

COVAL(OB9 ,U1 ,0. ,0. )

COVAL(OB9 ,V1 ,0. ,0. )

Parent VR object for this patch is: SAIDA

PATCH(OB10 ,EAST , 37, 37, 1, 15, 1, 1, 1, 1)

COVAL(OB10 ,P1 ,1000. ,-1.0E+04 )

COVAL(OB10 ,U1 ,0. ,0. )

COVAL(OB10 ,V1 ,0. ,0. )

Parent VR object for this patch is: PLT_INF

PATCH(OB7 ,SWALL , 1, 37, 1, 1, 1, 1, 1, 1)

COVAL(OB7 ,U1 , GRND2 ,0. )

Parent VR object for this patch is: PLT_SUP

PATCH(OB8 ,NWALL , 1, 37, 125, 125, 1, 1, 1, 1)

COVAL(OB8 ,U1 , GRND2 ,0. )

Parent VR object for this patch is: PLT_ESQ

PATCH(OB11 ,WWALL , 1, 1, 1, 125, 1, 1, 1, 1)

COVAL(OB11 ,V1 , GRND2 ,0. )

Parent VR object for this patch is: DUTO_ENT

PATCH(OC1 ,VOLUME, 16, 27, 52, 74, 1, 1, 1, 1)

Parent VR object for this patch is: PLENO

PATCH(OC2 ,VOLUME, 1, 15, 1, 125, 1, 1, 1, 1)


PATCH(OC3 ,VOLUME, 16, 37, 1, 15, 1, 1, 1, 1)


PATCH(OC4 ,VOLUME, 16, 37, 23, 39, 1, 1, 1, 1)


PATCH(OC5 ,VOLUME, 16, 37, 87, 103, 1, 1, 1, 1)


PATCH(OC6 ,VOLUME, 16, 37, 111, 125, 1, 1, 1,

1)

XCYCLE = F

EGWF = T

WALLCO = GRND2

*******************************************

*****************

Group 14. Downstream Pressure For PARAB

*******************************************

*****************

Group 15. Terminate Sweeps

LSWEEP = 3000 ;ISWC1 = 1

LITHYD = 1 ;LITFLX = 1 ;LITC = 1 ;ITHC1 = 1

SELREF = T

RESFAC =1.0E-03

*******************************************

*****************

Group 16. Terminate Iterations

LITER(P1)=200 ;LITER(U1)=10

LITER(V1)=10 ;LITER(LTLS)=1000

ENDIT(P1)=1.0E-03 ;ENDIT(U1)=1.0E-03

ENDIT(V1)=1.0E-03 ;ENDIT(LTLS)=1.0E-03

*******************************************

*****************

Group 17. Relaxation

RELAX(P1,LINRLX,0.5)

RELAX(U1,LINRLX,0.5)

RELAX(V1,LINRLX,0.5)

RELAX(PRPS,LINRLX,1.)

RELAX(LTLS,LINRLX,1.)

RELAX(WDIS,LINRLX,1.)

RELAX(DEN1,LINRLX,0.5)

RELAX(EL1,LINRLX,1.)

RELAX(ENUT,LINRLX,0.5)

OVRRLX =0.

EXPERT = F ;NNORSL = F

*******************************************

*****************

Group 18. Limits

VARMAX(P1)=1.0E+10 ;VARMIN(P1)=-1.0E+10

VARMAX(U1)=1.0E+06 ;VARMIN(U1)=-1.0E+06

VARMAX(V1)=1.0E+06 ;VARMIN(V1)=-1.0E+06

VARMAX(PRPS)=1.0E+10 ;VARMIN(PRPS)=-

1.0E+10

VARMAX(LTLS)=1.0E+10 ;VARMIN(LTLS)=0.

VARMAX(WDIS)=1.0E+10 ;VARMIN(WDIS)=0.

VARMAX(DEN1)=1.0E+10

;VARMIN(DEN1)=1.0E-06

VARMAX(EL1)=1.0E+10 ;VARMIN(EL1)=1.0E-

10

VARMAX(ENUT)=1.0E+10

;VARMIN(ENUT)=1.0E-10

*******************************************

*****************

Group 19. Data transmitted to GROUND

GENK = T

PARSOL = F

CONWIZ = T

ISKINA = 5 ;ISKINB = 4

GEN1 = 681

ISG50 = 1

SPEDAT(SET,DOMAIN,PHASE_1_MAT,I,100)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB1,C,DUTO_ENT)

SPEDAT(SET,OBJTYP,!OB1,C,BLOCKAGE)

SPEDAT(SET,DUTO_ENT,MATERIAL,R,0.)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OC1,C,DUTO_ENT)

SPEDAT(SET,OBJTYP,!OC1,C,BLOCKAGE)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB2,C,PLENO)


SPEDAT(SET,PLENO,MATERIAL,R,0.)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OC2,C,PLENO)


SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB3,C,DUTO1)


SPEDAT(SET,DUTO1,MATERIAL,R,0.)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OC3,C,DUTO1)

















SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB7,C,PLT_INF)

SPEDAT(SET,OBJTYP,!OB7,C,PLATE)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB8,C,PLT_SUP)


SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB9,C,AR_ENT)

SPEDAT(SET,OBJTYP,!OB9,C,OUTLET)

SPEDAT(SET,ARATIO,!OB9,R,1.)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB10,C,SAIDA)

SPEDAT(SET,OBJTYP,!OB10,C,OUTLET)

SPEDAT(SET,ARATIO,!OB10,R,1.)

SPEDAT(SET,OBJNAM,!OB11,C,PLT_ESQ)


SPEDAT(SET,FACETDAT,NUMOBJ,I,11)

SPEDAT(SET,MATERIAL,0,L,T)

*******************************************

*****************

Group 20. Preliminary Printout

*******************************************

*****************

Group 21. Print-out of Variables

INIFLD = F ;SUBWGR = F

* Y in OUTPUT argument list denotes:

* 1-field 2-correction-eq. monitor 3-selective

dumping

* 4-whole-field residual 5-spot-value table 6-

residual table

OUTPUT(P1,Y,N,Y,Y,Y,Y)

OUTPUT(U1,Y,N,Y,Y,Y,Y)

OUTPUT(V1,Y,N,Y,Y,Y,Y)

OUTPUT(PRPS,Y,N,Y,N,N,N)

OUTPUT(LTLS,Y,N,Y,Y,N,Y)

OUTPUT(WDIS,Y,N,N,N,N,N)

OUTPUT(DEN1,Y,N,Y,N,N,N)

OUTPUT(EL1,Y,N,Y,N,N,N)

OUTPUT(ENUT,Y,N,Y,N,N,N)

*******************************************

*****************

Group 22. Monitor Print-Out

IXMON = 20 ;IYMON = 63 ;IZMON = 1

NPRMON = 100000 ;NPRMNT = 1 ;TSTSWP =

10010

UWATCH = F ;USTEER = F

HIGHLO = F

*******************************************

*****************

Group 23.Field Print-Out & Plot Control

NPRINT = 3000 ;NUMCLS = 5

NXPRIN = 7 ;IXPRF = 1 ;IXPRL = 37

NYPRIN = 25 ;IYPRF = 1 ;IYPRL = 125

IPLTF = 1 ;IPLTL = 3000 ;NPLT = 150

ISWPRF = 1 ;ISWPRL = 100000

ITABL = 3 ;IPROF = 1

ABSIZ =0.5 ;ORSIZ =0.4

NTZPRF = 1 ;NCOLPF = 50

ICHR = 2 ;NCOLCO = 45 ;NROWCO = 20

No PATCHes yet used for this Group

*******************************************

*****************

SATLIT RUN NUMBER = 1 ; LIBRARY REF.=

0

Run started at 14:04:13 on Friday, 25 November

2011

Run completed at 14:06:55 on Friday, 25 November

2011

CPU time of run 153 s

This includes 139 seconds of user time and 13

seconds of system time.

TIME/(VARIABLES*CELLS*TSTEPS*SWEEPS*I

TS) = 2.757E-06

*******************************************

*****************

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE …phoenics/EM974/PROJETOS/PROJETOS 2...

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