Computação do ruído irradiado por um jato subsônico usando uma metodologia implícita para simulação de grandes escalas

Resumen

Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia implícita para simulação de grandes escalas (Large- Eddy Simulation - LES) do ruído irradiado por um jato subsônico. Em oposição aos métodos LES tradicionais baseados em modelos de viscosidade turbulenta, a presente metodologia baseia-se no modelo de deconvolução aproximada (Approximate Deconvolution Model - ADM) e na forma não conservativa das equações de Navier-Stokes compressíveis. A grande diferença de escalas entre o escoamento e o campo acústico foi capturada de forma precisa pelo uso de esquemas de sexta ordem na discretização espacial e filtragem implícita, e de um esquema de Runge-Kutta de quarta ordem na integração temporal. Condições de contorno e tratamentos na zona buffer foram prescritos por meio de uma formulação com base em características e de um modelo conceitual baseado na análise característica. Computações LES de um jato a número de Mach 0,9 e número de Reynolds 65.000 foram realizadas usando uma técnica de paralelização MPI (Message Passing Interface) multiblocos com interface de comunicação do tipo overlap. Características dinâmicas do escoamento do jato, tais como espessura de quantidade de movimento da camada cisalhante, decaimento e espalhamento do jato foram analisadas. Os resultados obtidos dos campos aerodinâmico e acústico apresentaram bom acordo com dados experimentais e resultados numéricos da literatura, para condições similares do escoamento.