Aplicações

o Sistemas Especialistas o Robótica o Sistemas Visuais

+++imagens!!!!

• Modelos CFD podem ser aplicados em:

o Simulação computacional de difusão e convecção de substâncias em bacias hidrográficas e aquíferos;

o Planejamento e gestão de recursos hídricos ;

o Aerodinâmica e aerotermodinâmica de veículos aeroespaciais, como por exemplo na simulação e desenvolvimento de aeronaves e turbinas

o Aerodinâmica de veículos terrestres, como carros, caminhoes, trens.

o Refrigeração de reatores nucleareso Caracterização poluição ambiemtal, análise e

simulação de lançamento de poluentes e contaminantes em correntes hídricas.

o Hidrodinâmica e hemodinâmica computacionais o Projeto de sistemas propulsivos e de geração de

energia em geral. Temos como exemplo modelos CFD avaliando potencial eólico , onde ele avalia precisamente a ireção e velocidade do vento, inclinação de fluxo, intensidade de turbulência, densidade de energia eólica e perfil vertical do vento

o Industria de petróleo : na simulação de diversos equipamentos e processos, como por exemplo, o caso da Petrobrás que utiliza um modelo CFD para simular diferentes equipamentos e processos e também nas tecnologias de destilação, e coqueamento na engenharia básica de abastecimento.

Exemplo aplicado• Modelagem para dispersão em efluentes de rios:

• Melhor ponto para emissão de efluente industrial;

• Distância necessária para a dispersão e mistura do efluente;

• Distância que ocorre a degradação de substâncias biodegradáveis;

Exemplo aplicado• Modelagem matemática:

• Utilizou-se a equação de continuidade, a equação da conservação do momento e a equação da transferência de massa;

• Hipóteses assumidas: regime turbulento e permanente; superfície plana; altura do leito constante; fluxo unidirecional e tridimensional; fluido newtoniano e propriedades físicas constantes.

Exemplo aplicado• Deve-se atentar para o poluente. Caso ele seja

biodegradável, o termo que se refere a reação química deve ser considerado;

• Dessa forma o perfil de concentração do poluente será em função da sua Demanda Bioquímica de Oxigênio;

Exemplo aplicado

• Condições de contorno para a equação da conservação do momento :

• Vz = 0 ;

• Condição de tensão nula na superfície;

Exemplo aplicado• Condições de contorno na equação de

transferência de massa:

• Concentração inicial conhecida;

• Não exista acúmulo de massa na parede do rio e não exista transferência de massa de soluto para o ar;

Exemplo aplicado• Solução do problema:

• Entrada de dados;

• Obtenção do perfil de velocidade;

• Obtenção do perfil de concentração.

Exemplo aplicado• Vazão do efluente : 0,054 m3/s;

• Vazão do rio : 10,8 m3/s;

• Profundidade média : 2,1 m ;

• Largura média: 27 m;

• 3 pontos de emissão ao longo do trecho estudado;

Exemplo aplicado• Método de estudo:

• Escolha do elemento traço;

• Amostragem de campo;

• Determinação do coeficiente de dispersão.

Exemplo aplicado

Figura x – Representação dos locais da amostra.

Exemplo aplicado• Obteve-se o coeficiente global de dispersão

característico para o trecho;

• Vários teste foram feitos com diferentes coeficientes de dispersão e os resultados númericos foram comparados;

• O coeficiente de dispersão que melhor representava foi determinado através do método da soma dos quadrados da diferença;

Exemplo aplicado• Dessa forma empregou-se o modelo matemático

e o código para calcular os perfis de concentração do efluente;

• Simulou a dispersão com as condições do dia da amostragem;

• Simulou a dispersão em condições críticas de vazão;

Exemplo aplicado

Figura x - Perfil de concentração de sódio em comparação com dados experimentais a 3 metros da margem.

Exemplo aplicado

Figura x - Perfil de concentração de sódio em comparação com dados experimentais a 7 metros da margem.

Exemplo aplicado

Figura x - Perfil de concentração de sódio em comparação com dados experimentais a 14 metros da margem.

Exemplo aplicado

Figura x - Perfil de concentração de sódio em comparação com dados experimentais a 21 metros da margem.

Exemplo aplicado Tabela 1 - Distâncias das seções transversais em relação a porcentagem de efluente na água do rio

Exemplo aplicadoTabela 2 - Distâncias das seções transversais em relação a porcentagem de efluente na água do rio para situação crítica

Exemplo aplicado

Figura x - Perfil de concentração em função das isolinhas de concentração do efluente.

Exemplo aplicado• O modelo CFD é capaz de simular com fidelidade e

rapidez a dispersão de efluentes em rios;

• Modelo determinístico e tridimensional;

• Demonstra a aplicabilidade em estudos de impacto ambiental causado pela emissão de efluentes em rios;

• Pode ser utilizado para estimar o impacto de novas emissões em rios que já possuem quantidade significativa de emissões.