Verificação de soluções numéricas de escoamentos bidimensionais laminares em malhas uniformes

Abstract

Resumo: Neste trabalho aborda-se o problema do escoamento em uma cavidade quadrada cuja tampa tem velocidade constante ou variável. O modelo numérico caracteriza-se pelo emprego do método dos Volumes Finitos com arranjo co-localizado de variáveis, solver MSI e malhas uniformes com diversas resoluções. O objetivo principal do trabalho é avaliar o desempenho de estimadores do erro de discretização. Para isso, as variáveis de interesse são: o fluxo de massa que escoa na cavidade, a força que a tampa exerce sobre o fluido e as componentes do vetor velocidade no centro do domínio de cálculo. Os estimadores considerados são: Richardson, GCI e Convergente, baseados tanto na ordem assintótica quanto na ordem aparente do erro. São apresentados resultados em malhas com até 1024x1024 volumes, seus erros verdadeiros e estimados. A principal conclusão é que, em geral, o estimador GCI é confiável para estimar erros de discretização.

Abstract: In this work the problem of the flow in a square shaped cavity, whose lid has constant or changeable velocity, is approached. The numerical model is characterized by the use of the Finite Volumes Method with co-located arrangement of variables, MSI solver and diverse uniform meshes. The main objective of the work is to evaluate the performance of discretization error estimators. For this, the variables of interest are: the mass flux that flows in the cavity, the force that the lid exerts on the fluid and the velocity vector components in the center of the calculation domain. The considered estimators are: Richardson, Convergent and GCI, based on both the asymptotic and the apparent error orders. Results are presented for meshes as refined as 1024x1024 volumes and numerical and estimated errors. The main conclusion is that, in general, GCI estimator is trustworthy for discretization error estimate.