Modelagem de estruturas coerentes em escoamentos turbulentos
Carregando...
Data
Autores
Orientador
Abreu, Leandra Isabel 
Coorientador
Santos, Denilson Paulo Souza dos
Pós-graduação
Engenharia - FEG
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Este trabalho investiga as estruturas coerentes bidimensionais em um escoamento turbulento
sobre uma placa plana com gradiente adverso de pressão nulo, utilizando dados numéricos de
simulações LES para números de Reynolds de fricção variando entre Reτ ≈ 300 e 2480. A
análise espectral revelou a presença de estruturas coerentes com kz → 0, indicativas de ondas
hidrodinâmicas relevantes na direção da envergadura, com potencial aplicação em aeroacústica.
Utilizou-se a Decomposição Ortogonal Própria Espectral (SPOD) para extrair os modos mais
energéticos desse escomento, que foram modeladas por meio da análise de resolvente localmente
paralela. A comparação entre os modos dominantes da SPOD e as respostas ótimas da análise
de resolvente mostrou boa concordância para baixos e intermediários números de Reynolds,
enquanto para alto número de Reynolds a correspondência se deteriora, evidenciando o aumento
das interações não lineares. Os resultados indicam que a análise de resolvente é um modelo de
ordem reduzida promissor para perturbações bidimensionais em escoamentos turbulentos de
parede, especialmente em regimes de baixo a moderado números de Reynolds. A combinação
entre SPOD e análise de resolvente se mostra uma abordagem pertinente para a modelagem e
controle de escoamentos turbulentos em contextos científicos e de engenharia.
Resumo (inglês)
This work investigates bidimensional coherent structures in a turbulent boundary layer flow over
a flat plate with zero adverse pressure gradient, using numerical data from LES simulations
for friction Reynolds numbers ranging from Reτ ≈ 300 to 2480. Spectral analysis revealed
the presence of coherent structures with kz → 0, indicating spanwise-extended hydrodynamic
waves with potential applications in aeroacoustics. Spectral Proper Orthogonal Decomposition
(SPOD) was employed to extract the most energetic modes of the flow, which were then
modeled using locally parallel resolvent analysis. The comparison between the leading SPOD
modes and the optimal responses from resolvent analysis showed good agreement for low
to intermediate Reynolds numbers, while for higher Reynolds numbers the correspondence
deteriorated, indicating stronger nonlinear interactions. The results suggest that resolvent
analysis is a promising reduced-order model for bidimensional perturbations in wall-bounded
turbulent flows, particularly in low to moderate Reynolds regimes. The combination of SPOD
and resolvent analysis proves to be a relevant approach for modeling and controlling turbulent
flows in both scientific and engineering applications.
Descrição
Palavras-chave
estruturas coerentes, escoamentos turbulentos de parede, SPOD, análise de resolvente, Escoamento turbulento, Análise espectral, Reynolds, números de, Mecânica dos fluidos
Idioma
Português
Citação
PINHEIRO, Felipe. Modelagem de estruturas coerentes em escoamentos turbulentos. Orientadores: Leandra Isabel de Abreu ; Denilson Paulo Souza dos Santos. 2025. 50f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2025.
