Estudo numérico do escoamento numa chaminé como ventilador estático

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

No presente trabalho, é feita a análise numérica de um escoamento em torno de uma chaminé cilíndrica, com a finalidade de comparar os resultados obtidos num trabalho experimental, e deste modo validar a utilização do modelo numérico utilizado na simulação. As simulações foram realizadas com recurso aos softwares de modelação e simulação numérica: GAMBIT (versão 2.2.30) e FLUENT (versão 6.3.26). O primeiro é orientado para a construção das malhas, o segundo importa as malhas permitindo alterar alguns parâmetros (condições de fronteira, modelo de turbulência, algoritmo de acoplamento, algoritmo de discretização, entre outras opções), para posteriormente realizar as simulações. Este software utiliza o método de volumes finitos para resolver as equações de Navier-Stokes com um método de acoplamento parcial entre pressão e velocidade. Neste trabalho são traçadas as curvas de funcionamento para vários modelos de turbulência(k-ε Standard, k-ε RNG, k-ε Realizable, k-ω Standard e k-ω SST) e 6 malhas diferentes. Concluiu-se que os modelos de turbulência que apresentaram uns resultados mais semelhantes aos experimentais foram os modelos k-ε Standard e k-ω SST. Analisando os planos de simetria longitudinais e os planos de corte transversais para os casos estudados, pode-se compreender o comportamento do escoamento desde o interior da chaminé até a altura em que saí e entra em interacção com o escoamento proveniente da entrada do túnel de vento. Concluiu-se com este trabalho que foi possível reproduzir o trabalho experimental desenvolvido no túnel de vento embora com alguns erros de precisão inerentes.