APLICAÇÃO DO MÉTODO LANGRANGEANO À SOLUÇÃO NUMÉRICA DO ESCOAMENTO LAMINAR TRANSVERSAL A CILINDRO INFINITO

Este trabalho tem por objetivo simular numericamente o escoamento externo de uma corrente laminar incompressível, em regime permanente, para baixos números de Reynolds, em torno de um corpo sólido de forma cilíndrica. A solução do problema em estudo, é obtida resolvendo-se as equações de conservação de massa e quantidade de movimento bi-dimensionais. O método numérico selecionado para resolver as equações de conservação é uma combinação do método lagrangeano das características, com o método de volumes finitos. Adota-se um sistema de coordenadas curvilíneas que se adapta ao corpo, definido a partir da solução do escoamento potencial em torno do cilindro. Uma vez completado o procedimento numérico, o campo de velocidades, a distribuição de pressões e a tensão cizalhante em torno do cilindro, são analisados. A determinação do coeficiente de arraste proveniente da pressão dinâmica e da tensão viscosa contra a superfície sólida do cilindro também é realizada. Os resultados locais e médios são comparados com resultados experimentais e numéricos disponíveis, apresentando boa concordância.This work intends to simulate numerically the external flow of incompressible laminar stream at steady state for low Reynolds numbers around a cilindrical body. The solution of the present problem is obtained by means of the resolution of the equations of conservation of mass and momentum. The present numerical method to solve the equations of conservation is a combination of the lagrangian method of the characteristics, and the method of finite volumes. A curvilinear system of coordinates is selected to adapt to the body geometry. The mesh is generated based on the potential flow solution around the cylinder. Once performed the numerical computation, the velocity profile, the pressure and shear stress distribuitions around the cylinder are analysed. The determination of the drag from the data on dynamic pressure and viscosity effects around the cylinder is also done. The local and average results are compared with the experimental and numerical results available, with a reasonable agreement