Análise e implementação de métodos implícitos no sistema FreeFlow2D

• Main Author: Cássio Machiaveli Oishi
• Other Authors: José Alberto Cuminato
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2004
• Subjects: Não disponível; Not available
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-08122014-101013/

Neste trabalho, formulações implícitas são adaptadas à metodologia GENSMAC, para a solução numérica de escoamentos bidimensionais, transientes, newtonianos e incompressíveis. Usando a formulação velocidade-pressão e variações do método de projeção, o ambiente de simulação FreeFlow2D ê utilizado para resolver numericamente as equações de conservação, no contexto de diferenças finitas. Os termos difusivos nas equações de Navier-Stokes são tratados implicitamente por meio das formulações Implícita Regressiva, Crank-Nicolson e Adams-Bashforth/Crank-Nicolson. Os termos convectivos são tratados explicitamente por um esquema upwind de alta ordem limitado. Para escoamentos em canais e jatos com superfícies livres a baixos números de Reynolds, as formulações são robustas e possibilitam um aumento considerável no tamanho do passo temporal. Resultados numéricos que comparam muito bem com soluções analíticas e experimentais são apresentados. === In this work, implicit schemes are studied with the purpose of adapting them to the two-dirnensional GENSMAC method, for the numerical solution of unsteady newtonian incompressible flows. Using the velocíty-pressure formulation and different projection methods, the FreeFlow2D simulation system is employed to solve the conservation equations in the context of finite-difference. The viscous terms in the Navier-Stokes equations are implicitly treated via the Implicit Backward, Crank-Nicolson and Adams- Bashforth/Crank-Nicolson schemes. The convective terms are explicitly discretized by an upwind high-order limited scheme. For channel and jet flows with low Reynolds number and with free surfaces, the schemes are robusts and allow for larger time steps. Numerical results that compare very well with the analytic and experimental solutions are shown.