Solução numérica de escoamentos tridimensionais viscosos em qualquer regime de velocidade

Abstract

Dado à inexistência de métodos matemáticos que permitam resolver escoamento reais sobre veículos aeroespaciais, como aviões e foguetes, os dois recursos de que se dispõem para projetá-los são a experimentação de modelos em túnel de vento e a simulação numérica. Embora a simulação numérica não exclua os experimentos em túnel de vento, ela permite uma redução significativa destes e, consequentemente, dos custos envolvidos num projeto, já que simulações numéricas são sabidamente muitos menos onerosas que ensaios experimentais. Um modelo numérico que permite resolver escoamentos tridimensionais viscosos e laminares, de gases perfeitos, é apresentado neste trabalho. Desta forma, contribui-se para ampliar os tipos de problemas que podem ser resolvidos através de métodos numéricos. As principais características deste trabalho são: utilizar um sistema de coordenadas naturais que se adapta a geometria do problema, emprega o arrajo co-localizado de variáveis, e, permite resolver escoamentos em qualquer regime de velocidade. A principal conclusão do trabalho é a de que o modelo numérico proposto consegue prever adequadamente a maioria dos fenômenos físicos verificados experimentalmente.