Pergunta

Na mecânica dos fluidos, é feita uma distinção entre fluxos laminares e fluxos turbulentos de líquidos e gases.

Um fluxo laminar caracteriza-se pelo facto de que nenhum vórtice se forma perpendicularmente à velocidade de fluxo numa zona de transição entre duas velocidades de fluxo diferentes. Neste caso, o fluido circula por camadas em torno do modelo e não se mistura.

FAQ

FAQ 004731 | Por que o RWIND Simulation não converge na diferença de pressão mínima dada ...

Fluxo laminar

Em contrapartida, o fluxo turbulento no campo de fluxo parece variar aleatoriamente com uma mistura claramente visível do fluido.

Fluxo turbulento

O coeficiente de Reynolds, que expressa a relação entre as forças de inércia e as forças de viscosidade, é utilizado para descrever o comportamento do fluxo de corpos geometricamente semelhantes.

Se a geometria do modelo e as propriedades do meio permanecerem as mesmas, o fluxo laminar torna-se turbulento devido ao aumento da velocidade do fluxo. O fluxo laminar é caracterizado por um coeficiente de Reynolds baixo e o fluxo turbulento por um coeficiente de Reynolds alto.

A transposição do fluxo laminar para o fluxo turbulento passa pelas seguintes fases para corpos simples:

1. Quando o coeficiente de Reynolds é baixo, o fluido circula em torno do corpo de forma laminar. Este comportamento ocorre a velocidades muito baixas ou a viscosidades elevadas. O fluido ou líquido divide-se na frente do corpo e converge novamente atrás dele. Neste caso, falamos de um fluxo estacionário.
   
   
   

   Circulação laminar
   
   
   
2. No caso de coeficientes de Reynolds ligeiramente aumentados, é possível observar a formação de um par de vórtices simétrico diretamente na parte de trás do corpo em torno do qual flui. Este tipo de fluxo ainda é considerado estacionário.
   
   
   

   Fluxo laminar com vórtices simétricos
   
   
   
3. Com um aumento adicional do coeficiente de Reynolds, forma-se um vórtice de von Kármán por trás do corpo em torno do qual flui. Neste diagrama do fluxo, os vórtices direito e esquerdo separam-se desfasadamente da parte de trás do corpo. A partir deste momento, o fluxo estacionário transforma-se num fluxo temporariamente periódico.
   
   
   

   Desprendimento periódico de vórtices
   
   
   
4. Quando o coeficiente de Reynolds é alto, os vórtices dividem-se em elementos menores e formam uma camada limite turbulenta. Nesta zona, o fluido ou o líquido é muito turbulento e o seu comportamento é difícil de prever. O fluido ou o líquido já não é estacionário nesta fase.
   
   
   

   Fluxo turbulento
   
   

Se o procedimento de solução estacionário do RWIND Simulation convergir com uma diferença de pressão inferior ao valor mínimo definido, geralmente assume-se que o fluxo é estacionário (consultar os pontos 1 e 2). Se o procedimento de solução oscilar em torno de um valor de diferença mais alto, o programa não encontra nenhum estado de fluxo estável.

Convergência

A oscilação é um indicador do desprendimento periódico de vórtices (consultar o ponto 3). A partir deste ponto, o resultado é então influenciado por um fluxo variável com o tempo e é necessário um cálculo transitório dependente do tempo. O programa RWIND 2 com o nível de extensão "Pro" fornece um procedimento de solução transitório correspondente para esta tarefa.