Avaliação da eficiência do software OpenFOAM® na resolução de problemas metalúrgicos.

Abstract

Métodos computacionais foram desenvolvidos para reduzir, e em alguns casos eliminar, as dificuldades e limitações encontradas no estudo de processos por meio de soluções analíticas, como por exemplo, alto custo, ineficácia dos métodos físicos e longos tempos de análise. Um método computacional utilizado para analisar processos em que há escoamento de fluidos, transferência de calor e outros fenômenos relacionados é a Simulação Fluidodinâmica Computacional (CFD), que tem como princípio básico a resolução das equações de governo de fluidos, como conservação de massa, quantidade de movimento e energia. A principal vantagem dessa ferramenta é a possibilidade de analisar escoamentos que não são facilmente medidos ou simulados por meios físicos, além de apresentar resultados com um nível mais elevado de detalhes. Softwares são desenvolvidos com a finalidade de executar as simulações e atualmente estão disponíveis tanto softwares comerciais, como ANSYS-CFX, ANSYS-Fluent e Flow3D, quanto os gratuitos como o OpenFOAM®. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo avaliar, através da revisão da literatura, a eficiência do uso deste software na simulação de problemas metalúrgicos. Foram abordados aspectos relacionados às simulações utilizando o OpenFOAM®, incluindo suas características, vantagens e etapas de processamento. Após apresentação e discussão de artigos que analisaram processos metalúrgicos através de simulações fluidodinâmicas em OpenFOAM®, foi possível notar que tomando como exemplo a análise de fluxo e turbulência de um distribuidor, o comportamento de inclusões não metálicas no distribuidor, a distribuição de fluxos na zona de gotejamento do alto forno, o bloqueio da válvula submersa no lingotamento contínuo, o estudo do processo de tratamento de alumínio, a formação de vórtices, a simulação computacional no OpenFOAM® apresenta resultados compatíveis com processos reais e simulações realizadas em softwares comerciais. Porém, para os demais casos, quando comparados a modelos físicos e demais softwares, os resultados não foram compatíveis, sendo as principais limitações o tempo de processamento e a necessidade de modelos mais avançados e mais refinados.