Dissertação de Mestrado:
Desenvolvimento de Modelos 2d Para Simulação de Escoamentos Ambientais

Leon Matos Ribeiro de Lima

PPGEM

Orientador

Prof. Norberto Mangiavacchi , Ph.D. 1994 - The University of Michigan/EUA - k

Banca

* Prof. Norberto Mangiavacchi , Ph.D. 1994 - The University of Michigan/EUA - k
* Dr. Cássio Pereira Botelho Soares - Furnas Centrais Elétricas S.A.
* Prof. Dr. João Flávio Vieira de Vasconcellos - IPRJ/UERJ
* Prof. Dr. José da Rocha Miranda Pontes - COPPE/UFRJ
* Prof. Dr. Luiz Mariano Paes de Carvalho Filho - Instituto de Matemática e Estatística da UERJ
* Dr. Ricardo Corrêa Martins - Instituto de Tecnologia Promon

Data - hora da defesa

31/12/2010

Resumo

O trabalho apresentado nesta dissertação consiste na construção de um conjunto de módulos computacionais voltados para o estudo de escoamentos ambientais através de simulações numéricas utilizando os modelos 2DH e 2DB, que são modelos 2D integrados em uma terceira dimensão. Os modelos desenvolvidos são aplicáveis a problemas envolvendo escoamentos viscosos incompressíveis, com transporte de temperatura ou de massa, e estão acoplados a módulos para leitura e tratamento de dados topográficos, hidrográficos e de batimetria, tendo em vista que o estudo de escoamentos ambientais está fortemente associado a variáveis geográficas. O Método de Elementos Finitos é empregado para solução numérica do sistema de EDP’s. Parte deste trabalho foi dedicada ao desenvolvimento de algoritmos de geração de malha, especialmente à geração da malhas bi-dimensionais. O trabalho apresenta ainda a aplicação dos modelos desenvolvidos na simulação termo-hidráulica de dois problemas de escoamentos ambientais. Um consiste na análise da eficiência de troca térmica de estrutura para remoção do calor da água de resfriamento de uma usina termelétrica. O modelo 2DH foi empregado, utilizando geometrias diversas para o canal de resfriamento, verificando a influência da inserção de chicanas e do escoamento ao longo do rio, próximo do qual está localizada a usina. A outra aplicação consiste na simulação do escoamento vertical em um reservatório hipotético, porém baseado em dados de terreno reais. O objetivo das simulações, neste caso, era observar os efeitos da gravidade no escoamento e no transporte de temperatura, detectando, se fosse o caso, a formação de escoamento estratificado. Palavras-chave: Escoamentos ambientais, modelos 2D promediados, Método de Elementos Finitos, simulação eciência de resfriamento, estraticação térmica.

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