Verificação experimental da hipótese de Boussinesq para escoamento de camada limite turbulenta

Abstract

A hipótese de Boussinesq é comumente utilizada no fechamento de vários modelos de turbulência devido à sua robustez e baixo custo computacional. No entanto, ela possui diversas fragilidades. Este trabalho sobreleva uma das considerações pressuposta pela hipótese: a de que o tensor taxa de deformação médio e o tensor anisotrópico das tensões de Reynolds possuem as mesmas direções principais. Fisicamente nada impõe esta condição e, de fato, como observado experimentalmente em um escoamento de camada limite turbulenta, tal condição não é necessariamente verdadeira. Os experimentos foram realizados no túnel de vento de camada limite atmosférica do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) e foi observado que, na região logarítmica da camada limite turbulenta, os ângulos entre as direções principais dos dois tensores são maiores quanto mais se aproxima da parede. Por outro lado, quanto mais distante da parede mais os ângulos tendem a se igualar.