Efeito de uma caviadade na transição natural para turbulência em uma camada limite

Resumo

A proposta constitui um projeto de pesquisa a ser desenvolvido na Universidade de Liverpoolsob a supervisão do Prof. Theofilis. O tópico é o efeito de uma cavidade na transiçãopara turbulência em uma camada limite ompressível sobre uma placa plana. A transição é um mportante tópico na redução do arrasto dos aviões e a previsão do ponto de transição ainda é um desafio. As imperfeições superficiais afetam a transição e tornam a previsão ainda mais difícil.Entre os muitos tipos de imperfeições que existem, a cavidade é aparentemente a menos pesquisa. No entanto, os poucos estudos disponíveis na literatura relatam um processo muito complexo, com fenômenos diferentes para diferentes faixas de parâmetros do escoamento. Existem algumas indicações de que o processo pode estar associado a instabilidades da própria cavidade. Pacotes de onda são muitas vezes observados em transição natural e são considerados um bom modelo para a transiçãoque ocorre em condições práticas. O proponente investigou a evolução de pacotes de ondas em camadas limites, enquanto o hospedeiro possui uma vasta experiência em instabilidade de escoamentos sobre cavidades. O trabalho combinará esses conhecimentos, envolvendo simulações numéricas diretas de pacotes de ondas em camadas limites com cavidades e a interpretação de resultados com a ajuda da análise de instabilidade global. O proponente e o anfitrião colaboraram com sucessona supervisão de um estudante de doutorado e um estudante de mestrado em dois projetos, um nocontexto do programa FP7 Marie-Curie / UE e outro em um programa de professor visitante apoiado pelo CNPq. As ferramentas numéricas que serão utilizadas no projeto já estão disponíveis no grupo de pesquisa proponente, nomeadamente o código DNS e o códigos de análise de instabilidade, o último sendo desenvolvido em uma dissertação de mestrado que se encerrará em 2017 em colaboração com o professor Theofilis. O projeto visa desenvolver ainda mais as ferramentas e iniciar um programa de pesquisa neste tópico que possa estabelecer um roteiro para uma colaboração a mais longo prazo no campo envolvendo intercâmbio de alunos experimentos no túnel de vento de baixa turbulência acústico recentemente construído na USP com suporte da FINEP. O projeto também se beneficiará do supercomputador recentemente construído na Universidade de Liverpool, do qual o prof. Theofilis é responsável por grande parte e tem acesso à máquina completa.