Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas (2019)
- Authors:
- Autor USP: FERNANDES, ANA CAROLINA DA SILVA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; MECÂNICA DOS FLUÍDOS; GEOMETRIA E MODELAGEM COMPUTACIONAL; ESCOAMENTO
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho, apresenta-se um estudo a respeito de problemas de interação Fluido-Partícula e dos métodos e formulações usados para resolvê-los. Além disso, propõe-se um novo método para resolver problemas acoplados de mecânica dos fluidos e mecânica das partículas. A ideia é baseada em trabalhos anteriores de (Gomes e Pimenta 2015) e (Campello 2016), e o objetivo é desenvolver um modelo computacional adequado e eficiente para simular problemas envolvendo fluidos carregados com partículas sólidas. O problema de fluido é resolvido por uma abordagem Euleriana de elementos finitos, usando elementos mistos locais de velocidade-pressão, os quais satisfazem a condição de compatibilidade LBB. O sistema de equações não linear obtido é resolvido iterativamente pelo método de Newton-Raphson. Uma característica importante é que a malha de fluidos permanece fixa durante a passagem do fluxo, assim como nas abordagens Eulerianas clássicas. O problema das partículas, por sua vez, é resolvido com uma abordagem Lagrangiana de elementos discretos, em que os contatos de partícula com partícula e partícula com paredes (limites fixos) são livremente permitidos e resolvidos. A influência do fluido no movimento das partículas é representada por meio de forças e momentos, que são calculados a partir do escoamento e impostos às partículas de maneira acoplada, iterativa e explícita. As interfaces entre o fluido e as partículas são tratadas por meio da técnica de fronteiras imersas, onde as condições de contorno do fluido nos contatos com partículas são impostas através da interpolação de funções descontínuas e constantes de multiplicadores de Lagrange ao longo das interfaces. É adotado um método explícito, interativo e escalonado para conseguir a convergência dentro de cada passo de tempo do problema. Para ilustrar o potencial do métodoproposto, são apresentadas simulações de escoamentos carregados de partículas.
- Imprenta:
- Data da defesa: 22.05.2019
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ABNT
FERNANDES, Ana Carolina da Silva. Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-17072019-085242/. Acesso em: 28 abr. 2024. -
APA
Fernandes, A. C. da S. (2019). Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-17072019-085242/ -
NLM
Fernandes AC da S. Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-17072019-085242/ -
Vancouver
Fernandes AC da S. Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-17072019-085242/
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