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Equações que regem uma simulação de CFD Para começar, em todas as simulações CFD encontramos 2 equações diferenciais que devem ser sempre verdadeiras: Conservação de massa ( ) + ( ) = 0 Conservação do momento ( ) + ( ) = − + + Só com estas 2 equações podemos perceber que dependendo das propriedades do nosso problema verificamos que a resolução destes pode ser mais simples ou mais complexa: 1. Se o fluxo for constante (não depende do tempo), todos os termos derivados em relação ao tempo tornam-se 0. 2. Se tivermos um líquido e não um gás, a densidade se tornará uma constante que pode sair de nossas derivadas parciais (simplificando bastante o problema). 3. Se tivermos um fluido newtoniano, a viscosidade será constante, enquanto se trabalharmos com fluidos não newtonianos, a viscosidade será uma variável que dependerá de vários fatores (diferenças de velocidade e pressão). 4. Se usarmos a gravidade, também estaremos adicionando o termo das forças de gravidade em nosso sistema (Fg) e por isso nem sempre é representativo, pois na maioria das simulações que faremos esse termo dificilmente foi qualquer efeito na solução (é desprezível). O termo gravidade simplesmente será útil quando o fluxo se mover apenas pelas forças da gravidade (a maioria das superfícies livres). Além dessas 2 equações, se adicionarmos troca de calor, o software terá que resolver a equação de conservação de energia. Conservação do momento 1 2 + = − ( ) + + ( ) + ( ) Se também queremos saber a temperatura de uma superfície sólida, adicionamos 1 ou 2 equações, dependendo de como é a transferência de calor: troca de calor por convecção = ℎ ( ) Onde tem, por sua vez, depende da diferença de temperatura entre a superfície e a fase fluida Traduzido do Espanhol para o Português - www.onlinedoctranslator.com https://www.onlinedoctranslator.com/pt/?utm_source=onlinedoctranslator&utm_medium=pdf&utm_campaign=attribution Troca de calor por radiação (útil apenas para temperaturas acima de 400 ou 500ºC) = ( ) Finalmente, se também quisermos saber como o calor é transmitido no referido sólido, teremos que resolver mais uma equação: lei de Fourier = − Com o que encontramos 6 equações não lineares que dependem uma da outra e que podem fazer com que nossa simulação demore mais do que o necessário para convergir se escolhermos propriedades que não são realmente importantes dentro do nosso problema. Finalmente, a todas essas equações não lineares, devemos adicionar uma série de modelos matemáticos que descrevem o comportamento de alguma propriedade física de grande importância nos fluidos, como turbulência ou descontinuidades produzidas por ondas de choque (no caso que darão ).
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