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Title: Modelagem e simulação fluidodinâmica da dispersão de poluentes na microescala atmosférica.
Other Titles: Fluid dynamics modeling and simulation of dispersion of pollutants in the atmospheric microscale.
???metadata.dc.creator???: GOMES, Valério de Araújo.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ALVES, José Jailson Nicácio.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: PEREIRA NETO, Antonio Tavernard.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, José Nilton
???metadata.dc.contributor.referee2???: VIEIRA, Fernando Fernandes.
???metadata.dc.contributor.referee3???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SILVA JÚNIOR, Heleno Bispo da Silva.
Keywords: Viscosidade Turbulenta;Modelo k-ɛ padrão;Função Amortecimento;Simulação de dispersão de poluentes;Modelagem matemática;Fluidodinâmica computacional;Dispersão de poluentes - regime turbulento;Poluentes na atmosfera;Números de Reynolds;Software CFX;Turbulent Viscosity;Simulation of dispersion of pollutants;Computational Fluid Dynamics;Pollutants in the atmosphere
Issue Date: 2017
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: GOMES, Valério de Araújo. Modelagem e simulação fluidodinâmica da dispersão de poluentes na microescala atmosférica. 2017. 123f. (Tese de Doutorado). Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/328
???metadata.dc.description.resumo???: O desenvolvimento de modelos matemáticos aplicados a simulação de dispersão de poluentes na atmosfera, utilizando fluidodinâmica computacional, tem sido cada vez mais intenso em função da evolução tecnológica das rotinas computacionais. Porém, o maior desafio ainda é o entendimento e a modelagem adequada dos fenômenos que caracterizam a dispersão quando ocorrem em regime turbulento. Para o fechamento dos termos que representam a turbulência, o modelo de duas equações k- padrão é o que mais largamente tem sido utilizado. Contudo, este é um modelo desenvolvido a altos números de Reynolds e apresenta limitações quando o escoamento ocorre próximo das paredes do domínio. Desta forma, quando os efeitos de escoamentos a baixos números de Reynolds devem ser levados em consideração (quando a viscosidade molecular não pode ser desprezada), funções amortecedoras devem ser inseridas resultando em uma espécie de k- para baixos números de Reynolds. Com isso, esta tese tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de um modelo de dispersão atmosférica matemático, tendo como contribuição científica o desenvolvido de equações empíricas para definição da função amortecimento (𝑓µ) no cálculo da viscosidade turbulenta, em complemento as funções “paredes” utilizadas comumente pelos códigos computacionais comerciais, corrigindo desta forma o modelo k- padrão. Como ferramenta computacional, foi utilizado o software CFX® para as simulações fluidodinâmicas. Para validação do modelo, foram utilizados os dados do experimento de Copenhagen. Os índices estatísticos do modelo também foram comparados com os resultados de outras pesquisas encontradas na literatura. Os resultados mostraram que a metodologia proposta foi capaz de simular o experimento de campo com um nível bastante satisfatório, atingindo um erro quadrático médio normalizado (NMSE) de 0,02 e um fator de correlação (Cor) de 0,95.
Abstract: The development of mathematical models, which simulate the dispersion of pollutants in the atmosphere using computational fluid dynamics, has been increasingly intense due to the technological evolution of computational routines. For the closure of the terms representing the turbulence, the model of standard two equations k- is the most widely used. However, when the effects of low Reynolds numbers should be considered (when molecular viscosity cannot be neglected), damping functions should be inserted resulting in a kind of k- for low Reynolds numbers. This thesis aims to present the development of a mathematical atmospheric dispersion model, whose scientific contribution is the development of empirical equations to define the damping function (𝑓�µ) in the calculation of turbulent viscosity, in addition the functions "walls" commonly used by commercial computer codes. As a computational tool, CFX® software has been used to perform fluid dynamics simulation. For the validation of the model, the data from the Copenhagen experiment were used. The statistical indices of the model were also compared with the results of other studies found in the literature. The results showed that the proposed methodology was able to simulate the field experiment with a very satisfactory level, reaching a normalized mean square error (NMSE) of 0.02 and a correlation factor (Color) of 0.95.
Keywords: Viscosidade Turbulenta
Modelo k-ɛ padrão
Função Amortecimento
Simulação de dispersão de poluentes
Modelagem matemática
Fluidodinâmica computacional
Dispersão de poluentes - regime turbulento
Poluentes na atmosfera
Números de Reynolds
Software CFX
Turbulent Viscosity
Simulation of dispersion of pollutants
Computational Fluid Dynamics
Pollutants in the atmosphere
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/328
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química.

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