ESTRUTURAS RAMIFICADAS OBSTRUÍDAS: UMA ABORDAGEM CONSTRUTAL NA INVESTIGAÇÃO DE ESCOAMENTO DE FLUIDOS

Abstract

Estruturas complexas em forma de árvore são comuns nos sistemas naturais.A organização da hierarquia do escoamento passa pela a evolução dimensional da forma, bem como a evolução da funcionalidade. Sendo assim, o objetivo de comparar estruturas de tubos bifurcados obtidos pelo método Design Construtal, onde parte da estrutura é obstruída, visa entender quais são os efeitos sobre o escoamento de fluidos e a predição dos desvios evolutivos da forma. Usando uma estrutura de tubos dendríticos 3D, este estudo compara projetos com vários fatores de redução de homoteidade para diâmetros e comprimentos de tubos com a implementação de uma obstrução total que altera sensivelmente a dinâmica de fluidos no interior da estrutura. A restrição geométrica aplicada a essas redes é o volume igual do tubo em cada nível de ramificação. A avaliação é baseada na resistência ao escoamento das redes calculada com base nos resultados da Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD). Este estudo mostra, entre outras coisas, que o desempenho dos projetos dendríticos é altamente dependente das características geométricas e os efeitos e descobertas apresentados devem ser consideradas ao projetar redes para sistemas de engenharia.