Modelação Computacional da Erosão Eólica de Pilhas Bidimensionais Constituídas Por um Material Granular

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica, especialidade de Sistemas de Produção, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.O presente trabalho foi levado a cabo no âmbito da Dissertação de Mestrado do MIEM da FCTUC. O seu objectivo é o desenvolvimento de algoritmos e métodos numéricos, a implementar em rotinas FORTRAN, para a simulação numérica do fenómeno da erosão eólica de pilhas sinusoidais constituídas por um material granular, que contribuam para testar diversos modelos de erosão existentes. Os resultados computacionais obtidos deverão mostrar um abaixamento da superfície da colina. Serão considerados vários modelos. O primeiro modelo introduzido considera um abaixamento constante da colina ao longo de todo o sub-domínio e em cada intervalo de tempo. Apresentam-se também os códigos que utilizam outros dois modelos que reproduzem mais fielmente o processo da erosão, sendo eles o modelo de Bagnold (1941) e o de Lettau e Lettau (1978) . Os vários desenvolvimentos propostos são implementados no programa de simulação numérica de escoamentos ANSYS CFX, com recurso a rotinas FORTRAN programadas pelo utilizador.This work was carried out in the framework of the FCTUC’s Master Thesis in Mechanical Engineering. Its aim is the development of numerical methods and algorithms to be implemented in FORTRAN routines for the numerical simulation of the phenomenon of wind erosion of sinusoidal piles made of a granular material, in order to customize and improve the existing numerical model. The computational results should show a lowering of the surface of the hill. Various models will be considered. The first model introduces a lowering of the hill constant throughout the sub-domain and in each timestep. It will also be presented the numerical codes which use two other models that more accurately simulate the erosion process, namely the one from Bagnold (1941) and the one from Lettau and Lettau (1978). The various developments are implemented and tested in ANSYS CFX, a numerical simulation software for fluid flow, by means of FORTRAN user routines