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Simulação computacional do escoamento de alta velocidade em torno do ônibus espacial durante a reentrada.

Fluidodinâmica computacional ou dinâmica dos fluidos computacional (em inglês: Computational Fluid Dynamics — CFD), pode ser descrita de forma generalizada como a simulação numérica de todos aqueles processos físicos e/ou físico-químicos que apresentam escoamento.

A predição dos campos de concentração, velocidades, pressão, temperaturas e propriedades turbulentas, é efetuada através de modelos microscópicos baseados nos princípios de conservação de massa, da energia e da quantidade de movimento, no domínio do espaço e do tempo.

A seguir algumas aplicações representativas de CFD:

• 
  Simulação computacional de difusão e convecção de substâncias em bacias hidrográficas e aqüíferos;


• Planejamento e gestão de recursos hídricos;


• 
  Aerodinâmica e aerotermodinâmica de veículos aeroespaciais;


• Aerodinâmica de veículos terrestres (trens, caminhões, carros, etc);


• Refrigeração de reatores nucleares;


• Indústria de petróleo;


• Caracterização de poluição ambiental, análise e simulação de lançamento de poluentes e contaminantes em correntes hídricas;


• 
  Hidrodinâmica e hemodinâmica computacionais;


• Previsão de tempo;


• Projeto de sistemas propulsivos e de geração de energia em geral.

A Teoria do Contínuo fundamenta a conceituação teórica que justifica a maior parte das análise em CFD. O fluido, um meio contínuo, é discretizado com base no modelo das partículas fluidas. Esta abstração conceitua um elemento representativo de volume, ou representative element of volume, REV. Neste elemento de volume, de micro ou nano dimensões, uma propriedade ou quantidade física mantem um valor médio, sob as mesmas condições, passível de reprodução em laboratório, sob as mesmas solicitações externas ao fluido. Assim uma partícula representativa de um volume de fluido, o REV, é o menor volume em que as propriedades do fluido se mantém. As moléculas de um contínuo vibram constantemente, cessando esta vibração somente no estado de repouso termodinâmico, o zero absoluto. Fisicamente em um REV o caminho médio percorrido pelas moléculas do fluido entre duas sucessivas é no mínimo da ordem de grandeza das próprias moléculas deste fluido.

Exemplos de softwares CFD |

• Advanced Simulation Library


• Coolfluid


• deal.II


• Gerris


• Nektar++


• OpenFOAM


• SU2 code

Ver também |

• Equações de Navier-Stokes


• Mecânica dos fluidos


• Método dos elementos finitos


• Modelagem computacional


• Túnel de vento

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