Instabilidade centrífuga e transição para turbulência em escoamentos laminares sobre superfícies côncavas

Resumo

O projeto tem por objetivo estudar problemas de instabilidade hidrodinâmica e transição para turbulência em escoamentos sobre superfícies côncavas. Serão estudados os processos físicos nos estágios mais avançados de desenvolvimento de vórtices de Görtler, característicos de instabilidade centrífuga em camada limite. Para tanto, serão utilizados métodos computacionais de simulação direta das equações de Navier-Stokes. Esta abordagem permite analisar os estágios altamente não lineares que antecedem a transição para turbulência. Em seguida será estudada a interação não linear entre vórtices de Görtler e ondas de Tollmien-Schlichting. Tal interação não linear pode acelerar o processo de transição para turbulência. O entendimento dos fenômenos físicos associados à instabilidade centrífuga permite a definição de métodos de controle de escoamentos laminares visando o retardamento da transição. Tal retardamento permite, por exemplo o desenvolvimento de componentes aerodinâmicos que resultem em menor consumo de combustível em projetos de aeronaves. De posse dos resultados detalhados, obtidos com o estudo de instabilidade centrífuga e sua interação com outros tipos de instabilidade, serão estudados métodos de controle de instabilidade e, também, modelos de transição para uso em projetos de componentes aerodinâmicos. (AU)