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

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.