OTIMIZAÇÃO GEOMÉTRICA DE ESCOAMENTOS COM CONVECÇÃO FORÇADA SOBRE UM ARRANJO TRIANGULAR DE CORPOS ROMBUDOS QUADRADOS

Filipe Branco Teixeira, Martim dos Santos Pereira, Bruno Costa Feijó, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Jhon Nero Vaz Goulart, Tiago de Melo, Liércio André Isoldi, Elizaldo Domingues dos Santos

Resumo


O presente estudo consiste na avaliação numérica de um arranjo triangular de
corpos rombudos submetidos a um escoamento transiente, bidimensional, incompressível, laminar e com convecção forçada. A avaliação geométrica é realizada através do método Design Construtal. O problema possui uma restrição dada pela soma da área dos corpos rombudos e dois graus de liberdade: ST/D (razão da distância entre o centro dos corpos
rombudos posteriores e a dimensão de suas arestas), SL/D (razão da distância longitudinal entre os centros dos corpos rombudos, frontal e posteriores, e a dimensão de suas arestas). Para todas as simulações são considerados números de Reynolds e Prandtl constantes, ReD=100 e Pr = 0.71. As equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia são resolvidas através do Método dos Volumes Finitos (FVM). O principal objetivo é avaliar
o efeito dos graus de liberdade sobre o coeficiente de arrasto (CD) e o número de Nusselt (NuD) entre os corpos rombudos e o escoamento circundante, assim como, os valores ótimos de ST/D para seis razões de ST/D = 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 e 4.0 e seis passos longitudinais SL/D= 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 e 4.0. Os resultados mostraram que a alteração da razão ST/D possuem influência sobre os coeficientes de arrasto e número de Nusselt do arranjo triangular de corpos rombudos, bem como, sobre as geometrias que conduzem aos melhores
desempenhos fluido dinâmico e térmico do escoamento.

Palavras-chave: Design Construtal, convecção forçada, arranjo triangular, escoamento externo, corpos rombudos.


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