Escoamento turbulento sobre colinas abruptas lisas e rugosas com extensas regiões de separação

• Main Author: Loureiro, Juliana Braga Rodrigues
• Other Authors: Freire, Atila Pantaleão Silva
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2008
• Online Access: http://hdl.handle.net/10926/689

Submitted by Ester Silva ([e-mail]) on 2010-12-15T13:26:35Z No. of bitstreams: 1 2008_JulianaBragaRodriguesLoureiro_noPW.pdf: 11493252 bytes, checksum: c47c498bda5588834ea602c5f48d40a9 (MD5) === Approved for entry into archive by Catarina Soares([e-mail]) on 2011-01-18T12:37:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_JulianaBragaRodriguesLoureiro_noPW.pdf: 11493252 bytes, checksum: c47c498bda5588834ea602c5f48d40a9 (MD5) === Made available in DSpace on 2011-01-18T12:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_JulianaBragaRodriguesLoureiro_noPW.pdf: 11493252 bytes, checksum: c47c498bda5588834ea602c5f48d40a9 (MD5) Previous issue date: 2008 === O presente trabalho contempla dois problemas clássicos em Mecânica dos Fluidos, que são ainda hoje muito intrincados e de difícil solução: a separação da camada limite turbulenta e os efeitos de rugosidade nas propriedades do escoamento. Em micrometeorologia, um fenômeno que naturalmente combina estes dois assuntos é o escoamento da camada limite atmosférica sobre colinas abruptas. De fato, quando a elevação da topografia se torna íngreme o suficiente para gerar extensas regiões de recirculação, alterações significativas permeiam por todo o campo de escoamento. Sob estas condições, as teorias clássicas não são mais válidas, e de fato não existem teorias semelhantes para descrever o efeito da separação e da rugosidade no comportamento da camada limite. Dentro deste contexto, este trabalho busca os seguintes avanços: i) uma nova teoria para a descrição da estrutura assintótica da camada limite turbulenta afastada e junto a um ponto de separação, ii) a apresentação de novos dados experimentais para a caracterização de camadas limites separadas sobre uma colina abrupta, iii) uma investigação cuidadosa das condições de validade de leis de parede para escoamentos com separação, iv) uma análise criteriosa dos modelos turbulentos existentes para a descrição de escoamentos separados. Todos os itens listados acima são investigados para escoamentos sobre superfícies lisas e rugosas. ____________________________________________________________________________________. === ABSTRACT: The purpose of this work is to study two classical - but yet very difficult - problems in Fluid Mechanics, the prediction of turbulent boundary layer separation and of roughness effects on the flow properties. Although some comprehensive advances have been achieved over the past century, there is still a lack ofunderstanding of the processes that govern flow separation over rough surfaces. In micrometeorology, flow over steep hills is a phenomenon that naturally encompasses these two topics. Indeed, when the hill becomes steep enough to provoke a large steady region of separated flow, significant changes occur over the whole flow field. Under such conditions, the classical linearised theories are no longer valid, and no alternative theory for rough wall separation can be faling. The purpose of the present work is to shed new light onto the following issues: i) the development of a new theory for the description of the asymptotic structure of turbulent boundary layers far away and near to a separation point, ii) the introduction of new experimental data for the characterization of separated flows over hills, iii) the development of near wall universallaws for separated flows over rough surfaces, iv) the rigorous assessment of existing turbulence models to describe separated flows. AlI of the above listed items will be investigated for flows over smooth and rough surfaces. === 143 f. : il., tab.