NUMAP-FOAM Summer School 2023 e nossa colaboração com o Prof. Hrvoje Jasak
No âmbito da engenharia e da simulação computacional, a busca pela excelência é um compromisso inabalável. No mês passado, Jayme, engenheiro da ATS Aerothermal Solutions, teve a honra de participar da prestigiada NUMAP-FOAM Summer School 2023 em Cambridge, onde uma confluência de mentes brilhantes de todo o mundo se reuniu.
Após a Summer School, Jayme continuou sua jornada indo colaborar diretamente com o Professor Jasak em seu escritório em Londres. Juntos, eles trabalharam no desenvolvimento da inovadora ATS Ice Accretion Tool.
Quem é o Professor Hrvoje Jasak?
O Professor Hrvoje Jasak é uma figura distinta no campo da Computação Científica, com uma ampla formação acadêmica e vasta experiência na indústria. Ele possui um diploma de graduação em engenharia mecânica pela Universidade de Zagreb e obteve seu doutorado em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) no Imperial College London sob a orientação do Prof. A.D. Gosman. Sua trajetória profissional inclui cargos de destaque como Engenheiro de Desenvolvimento na CD-adapco (agora Siemens PLM), Diretor Técnico na Nabla Ltd e fundador da Wikki.
O Prof. Jasak é Professor na Universidade de Cambridge e na Universidade de Zagreb, além de possuir uma Bolsa Mercator na TU Darmstadt, na Alemanha. É importante destacar que ele é um dos coautores originais do OpenFOAM, um inovador pacote de software de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) de código aberto. Suas pesquisa abrangem métodos de simulação numérica, modelagem matemática de fenômenos contínuos, matemática numérica e fluxos multifásicos e de superfície livre, entre outros. Ele possui uma expertise profunda em sistemas complexos de transferência de calor e massa, bem como aplicações multiphysics.
Além de suas funções acadêmicas e industriais, o Prof. Hrvoje Jasak supervisionou diversos estudantes de pós-graduação, e colaborou ativamente com empresas de ponta em todo o mundo. Suas afiliações profissionais incluem ser Engenheiro Credenciado e Fellow do IMechE (Reino Unido), Fellow do RINA e Membro da SAE, AIAA e da Sociedade Croata de Mecânica (CSM). Seu substancial corpo de trabalho, incluindo publicações, reflete sua dedicação ao avanço da computação científica e suas aplicações práticas.
Importância da NUMAP-FOAM Summer School
A Numerical Modelling of Coupled Problems in Applied Physics with OpenFOAM (NUMAP-FOAM) Summer School, agora em sua 16ª edição e realizada pela segunda vez na Universidade de Cambridge, é um encontro de prestígio para um grupo cuidadosamente selecionado de estudantes e pesquisadores da academia e indústria. Sob a orientação do Presidente do Programa, Professor Hrvoje Jasak, este evento serve como uma plataforma fundamental para elevar o conhecimento dos participantes em física aplicada e modelagem computacional.
Os participantes, selecionados a dedo por sua dedicação ao campo, recebem supervisão direta e se envolvem em trabalhos práticos, enriquecendo sua compreensão da modelagem física, da matemática e das habilidades de programação, com um foco específico no OpenFOAM. Essa iniciativa não apenas nutre os futuros inovadores da física aplicada, mas também fortalece a ligação entre a academia e a indústria, promovendo um ambiente colaborativo que contribui para o avanço do campo.
ATS iceAccretionFOAM Project
O Projeto ATS IceAccretionFOAM surgiu de uma confluência de conhecimentos e colaboração entre a ATS Aerothermal Solutions e o estimado Professor Hrvoje Jasak. Aproveitando o impulso ganho na Escola de Verão NUMAP-FOAM 2023, o projeto foi levado adiante.
A formação de gelo é um fenômeno complexo e crítico na engenharia aerotérmica, impactando diversos aspectos da indústria levando a várias considerações de segurança. Nosso projeto abrange vários aspectos do problema:
Ice Accretion Static Foam: Rime Ice Shapes:
Nossa colaboração desenvolveu um solucionador para formas de gelo rime, uma forma mais simples de acréscimo de gelo em comparação com o glaze. O gelo rime se forma quando gotículas de água super-resfriadas atingem a superfície sem exigir considerações termodinâmicas. O Professor Jasak contribuiu significativamente para esta etapa, alcançando o objetivo de validar o solucionador e simplificar a fração sólida em relação à temperatura total da gota.
Ice Accretion Model:
O projeto também explora um modelo de acréscimo de gelo no qual o gelo se acumula na superfície ao longo do tempo. No entanto, a deformação da malha com base no perfil do gelo apresenta desafios que precisam ser abordados. Nosso objetivo é resolver essas questões e aprimorar a precisão do modelo.
Ice Accretion Film Foam:
Expandindo o modelo básico de acréscimo de gelo, nossa colaboração está integrando um liquid film na simulação. Isso envolve a incorporação de termos termodinâmicos para o liquid film, levando em consideração os processos de congelamento e as equações de energia para os fluxos externos. Nosso objetivo é simular liquid film e filetes, ao mesmo tempo em que analisamos diversas forças motrizes, como gradientes de pressão, cisalhamento de fluxos externos e momento de impacto das gotículas.
Ice Accretion Foam, Accretion + Imersed + Liquid Film + Thermo:
Desbravando novos horizontes, nossa colaboração está desenvolvendo um solver integrado com base no driftEulerFoam, que engloba accretion, técnicas de fronteira imersa e um liquid film. Isso envolve deformação topológica nas superfícies de patch com base na fase acumulada sobre os patches. Para simular com precisão a camada de gelo, estamos refinando os cálculos de transferência de calor convectiva, abordando funções térmicas de parede, transições laminar-turbulento e correlações de densidade do gelo.
