| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21c.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34R/3TKLRDP | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/07.10.18.44 | |||||||||
| Última Atualização | 2019:08.30.12.07.49 (UTC) simone | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/07.10.18.44.36 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2019:09.13.17.07.05 (UTC) simone | |||||||||
| Chave Secundária | INPE-18220-TDI/2904 | |||||||||
| Chave de Citação | Pedroni::AnEsCa | |||||||||
| Título | Análise de estabilidade de uma camada de mistura compressível de hidrogênio e oxigênio sob a influência do empuxo  | |||||||||
| Título Alternativo | Stability analisys of a compressible mixing layer of hydrogen and oxigen under the effect of buoyoancy | |||||||||
| Curso | PCP-ETES-SESPG-INPE-MCTIC-GOV-BR | |||||||||
| Data | 2019-06-03 | |||||||||
| Data de Acesso | 09 maio 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Dissertação (Mestrado em Combustão e Propulsão) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 110 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 1995 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Pedroni, Yan da Silva | |||||||||
| Banca | Mendonça, Márcio Teixeira de (presidente/orientador) Dourado, Wladimyr Mattos Costa Malatesta, Vinicius | |||||||||
| Endereço de e-Mail | yanpedroni@gmail.com | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2019-07-10 18:55:39 :: yanpedroni@gmail.com -> pubtc@inpe.br :: 2019-07-17 13:01:04 :: pubtc@inpe.br -> yanpedroni@gmail.com :: 2019-07-19 19:07:58 :: yanpedroni@gmail.com -> administrator :: 2019-07-22 13:29:56 :: administrator -> pubtc@inpe.br :: 2019-07-22 13:30:39 :: pubtc@inpe.br -> yanpedroni@gmail.com :: 2019-07-23 12:30:02 :: yanpedroni@gmail.com -> administrator :: 2019-08-30 11:24:09 :: administrator -> simone :: 2019-08-30 15:08:45 :: simone -> administrator :: 2019-09-13 11:17:41 :: administrator -> simone :: 2019-09-13 17:07:05 :: simone -> :: | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | em andamento | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | instabilidade de Kelvin-Helmholtz simulação numérica direta camada de mistura binária teoria de estabilidade linear forças de empuxo Kelvin-Helmholtz instability direct numerical simulation binary mixing layer linear stability theory buoyancy forces | |||||||||
| Resumo | No presente trabalho estuda-se o problema de uma camada de mistura binária de oxigênio e hidrogênio em regime compressível, sem fonte de calor ou reação química, subsônica e com efeito de forças de volume. Este estudo é conduzido numericamente de duas formas distintas. A primeira usa a teoria de estabilidade linear, do inglês linear stability theory (LST), para encontrar uma nova equação que relaciona a força de empuxo e a compressibilidade. A partir desta equação desenvolve-se um código numérico para resolve-la usando o método da estimativa, em uma análise temporal e bidimensional. Se aborda também o problema usando um código de simulação numérica direta (SND), do inglês direct numerical simulation, que resolve as equações completas de Navier-Stokes através de uma discretização espacial de diferenças finitas de quarta ordem em ambas as direções e para a discretização temporal foi utilizado um Runge-Kutta de quarta ordem. A simulação é de um escoamento instantâneo, ou seja, se simula o escoamento base mais as suas pertubações, numa análise também temporal, que permite acompanhar o crescimento de uma pertubação até a formação dos vórtices de Kelvin-Helmholtz. Uma breve análise de escala foi usada para determinar os valores máximo e mínimos de cada um dos números adimensionais do problema. Notou-se através da simulação do código derivado da teoria de estabilidade linear que o efeito do empuxo é relevante para a escala de valores de Mach convectivo da ordem de 0, 01, sendo o efeito desprezível para valores acima de 0, 01. Notou-se que a configuração das espécies impacta o problema quando a força de empuxo é relevante, aumentando as taxas de amplificação quando a espécies mais densa escoa sob a menos densa e diminuindo no caso contrário. Também mostra-se o efeito amortizador da compressibilibidade e que o aumento da mesma gera uma diminuição do número de onda responsável pela maior taxa de amplificação, enquanto o empuxo tem efeito contrario, independente da configuração o aumento da relevância da força de empuxo sempre está ligado com um aumento no número de onda da perturbação que gera a máxima taxa de amplificação. Confirma-se alguns dos resultados obtidos pelo código LST com o código DNS e mostra-se a diferença nos tempos necessários para se obter os vórtices de Kelvin-Helmholtz completamente formados para diferentes casos. Por final estuda-se o efeito da viscosidade, mostrando que este também tem um efeito amortizador nas pertubações. ABSTRACT: In the present work its studied the problem of a compressible binary mixing layer of oxygen and hydrogen without heat sources and chemical reaction, subsonic and with body forces. This study is performed using two distinct methodologies. The first use the linear stability theory (LST) to derive a new equation for the pertubation that relates the compressibility and the buoyancy force. Once the equation was found a shooting method code was written to find the solution in a temporal and bidimensional analisys. The problem is also aborded using a direct numeric simulation (DNS) to solve the full Naviers-Stokes equation using a fourth order finite difference for the spatial discretization and a fourth order Runge-Kutta for the temporal integration. The simulation is for the total flow, meaning that its simulated the base flow with the pertubation, in a temporal analysis, which allows to see the growth of the pertubation until the full formation of the Kelvin-Helmholtz vortices. A brief scale analysis is performed to find out the range of the non-dimensional numbers used in the problem. It was noted using the LST code that the effect of the buoyancy is more significant for problems with convective Mach of the order of 0.01 and could be neglected for a value higher than 0,2. It was also noted that the configuration of the species change the effect of the buoyancy on the pertubation only when the buoyancy is relevant, having a disturbing effect effect when the heavier species flows over the ligher, and a damper effect for the opposite case. Also is show the damping effect caused by the raise of the compressibility that also causes a decrease of the wavenumber responsible for the highest amplificaton rate, that completelly differs form the effect of the buoyancy, where independt of the configuration, a raise of the relevance of the buoyancy causes a increase of the wavenumber responsible for the maximum amplificatioon rate. The amplification rate find it using the good agreement with the LST code, and it is shown the difference of time needed to different cases fully developed the Kelvin-Helmholtz vortices. At last its studied the vicous effect in the problem, showing that this is also an amortization effect for the pertubation. | |||||||||
| Área | COMB | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
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| Conteúdo da Pasta agreement |
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| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://mtc-m21c.sid.inpe.br/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3TKLRDP | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://mtc-m21c.sid.inpe.br/zip/8JMKD3MGP3W34R/3TKLRDP | |||||||||
| Idioma | pt | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | gabinete@inpe.br pubtc@inpe.br yanpedroni@gmail.com | |||||||||
| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2017/11.22.19.04.03 | |||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2017/11.22.19.04 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition nexthigherunit notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype year | |||||||||