Simulação Numérica de Escoamento Laminar de Água em Geometria Complexa

Este trabalho apresenta a simulação numérica do escoamento laminar incompressível de água em uma geometria bidimensional com contrações simétricas (altura de entrada H=10 cm, altura mínima de 6,5 cm). Utiliza-se o método de elementos finitos com elementos de Taylor-Hood (P2 para velocidade, P1 para pressão) e a integração temporal de Crank-Nicolson, implementados em Python por meio das ferramentas da biblioteca FEniCS. Para investigar a influência do número de Reynolds (Re) nos campos de velocidade e pressão, foram simulados escoamentos com Re=1000, 2000 e 5000 (velocidades médias de 0,836; 1,672 e 4,18 cm/s). Os resultados mostram aumento progressivo da intensidade dos vórtices e dos gradientes de pressão, com velocidade máxima estabilizando em 1,85 cm/s (Re=1000) e atingindo picos de 16,8 cm/s (Re=5000), com queda de pressão de até 86,6 Pa e região de recirculação de 30 cm a jusante da contração. A metodologia aplicada mostra-se robusta, e perspectivas futuras incluem simulações turbulentas empregando a técnica de large-eddy simulation (LES).