Leito móvel e arrastamento do tipo creep de um leito granular bidisperso em um escoamento laminar

Resumo

O transporte de partículas sólidas por leito móvel em um escoamento fluido é amplamente encontrado em aplicações industriais e ambientais. Por exemplo, ele está presente em rios, oceanos, oleodutos, sistemas de esgoto e linhas de dragagem. O transporte por leito móvel é um tipo de escoamento granular denso e é conhecido por segregar grãos por tamanho e por forma. Entender a dinâmica entre os grãos e o fluido continua sendo um desafio. Portanto, o problema continua em aberto. Este projeto propõe um estudo experimental da influência da forma das partículas no transporte por leito móvel em um escoamento laminar. Os experimentos serão realizados em um canal anular com um leito granular composto por partículas de duas formas diferentes. Para isto, formaremos um leito granular composto de esferas de PMMA misturadas com partículas de PMMA de outra forma (discos ou cubos), que será submetido a um escoamento cisalhante laminar. Usaremos um casamento de índice de refração entre o fluido e as partículas para rastrear o movimento das partículas e determinar a reologia local do escoamento. O movimento local das partículas será filmado com uma câmera digital, onde as imagens serão pós-processadas usando códigos numéricos que serão desenvolvidos. Portanto, os objetivos deste projeto são: entender melhor como a presença de diferentes formas no leito granular pode modificar perfis de velocidades dos grãos ao longo da altura do leito, bem como explorar os mecanismos de segregação que acontecem neste problema específico. Este trabalho será desenvolvido no grupo de pesquisa do Professor Douglas J. Jerolmack (PennSeD) na Universidade da Pensilvânia. O Prof. Douglas J. Jerolmack tem uma experiência renomada em geofísica experimental, principalmente em geomorfologia, incluindo a física do transporte de sedimentos sob influência de fluidos, e processos de transporte estocásticos e não lineares.