Validação do código livre OpenFOAM através da obtenção de coeficientes de transferência de calor

dc.contributor.advisor1Santos, Dyrney Araújo dos
dc.contributor.referee1Santos, Dyrney Araújo dos
dc.contributor.referee1Dias, Rafael Macedo
dc.contributor.referee1Lopes, Camila Narumi Yano
dc.creatorCosta, Gustavo Henrique
dc.date.accessioned2026-06-26T17:44:19Z
dc.date.available2026-06-26T17:44:19Z
dc.date.issued2026-06-22
dc.description.abstractThe demand for increasingly complex studies on heat transfer is strengthening Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques. Among these, the OpenFOAM software stands out due to its free availability and freedom to modify the code. In this sense, there is an urgent need for increasingly rigorous validation of these tools that aim to simulate reality. The validation experiments were all conducted using powerful workstations, and within the software, the buoyantFoam solver was chosen, focused on energy transport due to natural buoyancy forces. It was decided to work with natural convection in different Rayleigh ranges for quiescent air over a horizontal cylinder heated to temperatures that would ensure both compressible systems and systems where incompressibility would be modeled using the Boussinesq approximation. The results obtained were satisfactory when compared to well-established empirical correlations, considering that, for compressible systems, the errors ranged from -0.85% to 9.14%, and for incompressible systems the errors fell between -5.90% and -0.51%.
dc.description.resumoA demanda por estudos cada vez mais complexos acerca da transferência de calor fortalece cada vez as técnicas de Fluidodinâmica Computacional (CFD). Dentre essas, destaca-se o software OpenFOAM devido à sua gratuidade e liberdade em mudanças no código. Nesse sentido, urge a necessidade de validações cada vez mais rigorosas dessas ferramentas que visam simular a realidade. Os experimentos para validação foram todos conduzidos através de poderosas workstations e, dentro do software foi escolhido o solver buoyantFoam, voltado para o transporte de energia devido a forças naturais de empuxo. Definiu-se trabalhar com convecção natural em diferentes faixas de Rayleigh para o ar quiescente sobre um cilindro horizontal aquecido a temperaturas que assegurassem tanto sistemas compressíveis, quanto sistemas onde a incompressibilidade seria modelada através da aproximação de Boussinesq. Os resultados obtidos foram satisfatórios quando comparados a correlações empíricas já bem estabelecidas, tendo em vista que, para os sistemas compressíveis, os erros ficaram na faixa de –0,85% e 9,14%, e para os sistemas incompressíveis os erros caíram entre –5,90% a –0,51%.
dc.identifier.citationCOSTA, Gustavo Henrique. Validação do código livre OpenFOAM através da obtenção de coeficientes de transferência de calor. 2026. 8 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/30814
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseEngenharia Química (RMG)
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectConvecção natural
dc.subjectCoeficente h
dc.subjectOpenFOAM
dc.subjectBuoyantFoam
dc.subjectCilindro horizontal
dc.subjectFree convection
dc.subjecth coefficient
dc.subjectOpenFOAM
dc.subjectBuoyantFoam
dc.subjectHorizontal cilinder
dc.titleValidação do código livre OpenFOAM através da obtenção de coeficientes de transferência de calor
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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