Palestra
Escoamentos fluidos turbulentos são caracterizados por possuírem uma alta complexidade, apresentando estruturas de vários tamanhos, cada uma delas possuindo um nível de energia. Uma das primeiras observações deste fenômeno foi feita por Leonardo da Vinci em seus desenhos. Neles, estão representados o escoamento das águas de um riacho, obstruído, ou não, por um objeto que ele mesmo introduziu, perturbando-o. De maneira bastante artística e precisa, ele reproduziu os vórtices de maior tamanho, causados pela obstrução, bem como vórtices menores, que surgem em decorrência dos maiores, e assim por diante. O que ele observou, na realidade, foi a cascata de turbulência teorizada posteriormente por Andrei Kolmogorov, em 1941, em que vórtices maiores dão origem a menores, e assim sucessivamente até que a energia do sistema seja dissipada na forma de calor. Apesar desta complexidade, escoamento turbulentos frequentemente apresentam escalas de movimento predominantes, chamadas de “estruturas coerentes”, que desempenham um papel importante, dado que elas carregam a maior parte da energia destes escoamentos. Um exemplo destas estruturas é a emissão periódica de vórtices pelo escoamento em torno de obstruções, que podem ser observados em esteiras de automóveis, embarcações ou até mesmo pelo escoamento atmosférico ao redor de ilhas.
Do ponto de vista de aplicações, por exemplo na engenharia, ter uma modelagem matemática destas estruturas se faz necessária para, por exemplo, (a) aprimorar o entendimento físico destas estruturas, (b) prever quando/como eles vão acontecer e (c) agir sobre o sistema de forma a controlar estes fenômenos. Nesta apresentação, vamos apresentar um panorama de como a modelagem matemática e numérica pode nos fornecer ferramentas para responder a estas questões, abordando tanto uma modelagem baseada nas equações fundamentais da mecânica dos fluidos (Navier-Stokes), como abordagens baseadas em dados.
Minibiografia:
Possui dupla graduação em engenharia mecânica pela Escola Politécnica da USP e em engenharia matemática pela ENSTA Paris (2015).
Desde seu doutorado, realizado no ONERA (Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales, 2019), se interessa pela aplicação de métodos numéricos em mecânica dos fluidos, em particular em como incorporar dados de alta fidelidade (obtidos, por exemplo, experimentalmente) para refinar/corrigir soluções numéricas, muitas vezes imprecisas por conta da dificuldade inerente à modelagem da turbulência.
Mais recentemente, tem se interessado por análise de escoamentos turbulentos puramente através de dados, permitindo a identificação das estruturas coerentes mais relevantes num dado escoamento, viabilizando seu entendimento físico e sua modelagem matemática.