Escoamentos Turbulentos - Análise Física e Modelagem Teórica

Escoamentos turbulentos são muito frequentes, tanto na natureza quanto em aplicações industriais. A análise desse complexo fenômeno físico, tendo em vista a solução de um dado problema, requer a sua modelagem de forma representativa. A modelagem pode ser feita, inicialmente com uma detalhada análise física do problema, que possibilita a sua representação esquemática, o estabelecimento das hipóteses simplificadoras cabíveis, deixando, assim, o terreno preparado para as modelagens material e teórica. Feito isso, pode-se optar por uma entre duas ou por duas linhas de trabalho simultaneamente: (1) a modelagem material, isto é, montagem da estrutura adequada aos experimentos almejados e (2) a modelagem teórica, qual seja, a representação matemática da realidade física, utilizando-se tanto a modelagem matemática diferencial, quanto a modelagem matemática integral assim como a modelagem algébrica. Dentro da modelagem teórica, requer-se ainda as modelagens numérica e computacional, com o que se monta a estrutura necessária à simulação computacional. O autor do presente livro objetivou contribuir, no contexto da modelagem teórica, para a compreensão das principais características físicas conhecidas dos escoamentos turbulentos, assim como facilitar a compreensão da modelagem matemática para esse regime de escoamento. O livro está organizado nos seguintes capítulos: 1. Introdução aos escoamentos turbulentos; 2. Modelagem matemática para a dinâmica dos fluidos; 3. Instabilidades em escoamentos laminares; 4. Transição à turbulência; 5. Turbulência homogênea e isotrópica; 6. Equações para escoamentos turbulentos e o problema de fechamento; 7. Metodologia URANS e modelos de fechamento; 8. Modelos de fechamento URANS a zero equação de balanço; 9. Modelos de Fechamento URANS a uma ou mais equações de balanço; 10. Modelos de fechamento sub-malha para a Metodologia LES e 11. Modelos de Fechamento Híbridos URANS-URANS e LES-URANS.