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Type: Artigo de Periódico
Title: Estudo e aplicação de simulação computacional em problemas simples de mecânica dos fluidos e transferência de calor - Parte II: Problemas clássicos de transmissão de calor
Title in English: Study and application of computational simulation in simple problems of fluid mechanics and heat transfer - Part II: Heat transfer classic problems
Authors: Wehmann, Claus Franz
Rocha, Paulo Alexandre Costa
Silva, Maria Eugênia Vieira da
Araújo, Felipe Alves Albuquerque
Correia, Daniel Leite
Keywords: Mecânica dos fluídos;Transmissão de calor;Dinâmica dos fluidos computacional;Método dos volumes finitos;Ansys-CFX 12.1;Ferramenta didática
Issue Date: 2018
Publisher: Revista Brasileira de Ensino de Física
Citation: WEHMANN, C. F. et al. Estudo e aplicação de simulação computacional em problemas simples de mecânica dos fluidos e transferência de calor - Parte II: Problemas clássicos de transmissão de calor. Revista Brasileira de Ensino de Física, Vol. 40, n. 2, 2018.
Abstract in Brazilian Portuguese: Dando continuidade ao estudo referente à utilização de Dinâmica dos Fluidos Computacional (DFC) no ensino de física e engenharia, o presente trabalho visa analisar e comparar, com fins didáticos, soluções obtidas numericamente com soluções analíticas e empíricas, comumente apresentadas em sala de aula e de interesse de laboratórios de graduação, de problemas clássicos envolvendo dinâmica dos fluidos e transferência de calor. Neste estudo o foco maior foi dado a problemas de transferência de calor. Para o cálculo das soluções numéricas foi utilizado um dos softwares representantes do estado da arte de DFC, o ANSYS CFX 12.1. Os problemas escolhidos foram: convecção em placa plana em regime laminar, escoamento laminar em torno de um cilindro aquecido, escoamento interno turbulento em dutos circulares aquecidos e trocador de calor de tubos concêntricos. Estes problemas, aqui apresentados, foram escolhidos e resolvidos por alunos de graduação, avalizando a utilidade da DFC como ferramenta de aprendizado de fenômenos físicos.
Abstract: Continuing the study on the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) in physics and engineering teaching, the present work aims to analyze and compare, for didactic purposes, solutions numerically obtained against known analytical and empirical solutions, commonly presented in the classroom and in undergraduate labs, of classical problems involving fluid dynamics and heat transfer. In this study the main focus was pointed to heat transfer problems. For the numerical solutions computation, one of the Computational Fluid Dynamics (CFD) softwares that represent its state-of-the-art, ANSYS CFX 12.1 was employed. The chosen problems were: laminar heated plate convection, laminar flow around a heated cylinder, turbulent internal flow in heated circular ducts and concentric tubes heat exchanger. These problems were chosen and solved by undergraduate students, demonstrating the usefulness of CFD as a tool for learning physical phenomena.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67005
ISSN: 1806-9126
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