Estudos numericos e teoricos para predicao dos primeiros estagios nao-lineares da transicao natural em escoamentos de poiseuille.

Resumo

Apesar da intensa pesquisa realizada, existem áreas do estudo da transição laminar-turbulento que necessitam ser mais profundamente investigadas, em particular a transição natural, aquela que ocorre em situações práticas tal como transição do escoamento ao redor da asa de um avião em vôo. Uma importante parte dos estudos em transição natural é realizado em camada limite. Porém, o não-paralelismo deste tipo de escoamento torna difícil a identificação e a compreensão dos mecanismos altamente não-lineares que antecedem a transição. Devido à similaridade da transição entre os escoamentos de Poiseluille e camada limite, é proposto neste projeto um estudo numérico e teórico da transição natural em um escoamento de Poiseluille. Para tal objetivo, um código para simulação numérica direta tri-dimensional do fenômeno da transição natural já foi desenvolvido e verificado pelo proponente. Simulações numéricas de ondas não moduladas tridimensionais (os trens de ondas) já foram realizadas e comparadas com resultados da Teoria de Instabilidade linear e fracamente não linear. Para este projeto, é pretendido simular pacotes de pequenas ondas tri-dimensionais moduladas de várias freqüências (mais próxima à situação prática), que evoluem em um escoamento de Poiseluille antes da transição. Um modelo teórico envolvendo as teorias de instabilidade linear e fracamente não-linear será construído para predizer os resultados numéricos obtidos. É esperado desta pesquisa a compreensão de mecanismos avançados da não-linearidade na transição natural em geometrias simplificadas pelo paralelismo. (AU)