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Modelagem de escoamentos granulares densos: experimentos, simulações numéricas e análises de estabilidade

Processo: 18/14981-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores - Fase 2
Vigência: 01 de maio de 2019 - 30 de abril de 2024
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Erick de Moraes Franklin
Beneficiário:Erick de Moraes Franklin
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/19562-6 - Transporte de grãos por leito móvel e instabilidades associadas, AP.JP
Bolsa(s) vinculada(s):19/17047-6 - Determinação experimental da formação de rugas sobre um leito granular, BP.IC
19/10239-7 - Instabilidades em leitos móveis: dinâmica granular e interação com o escoamento, BP.DD
19/10989-6 - Escoamento gravitacional de grãos em tubos estreitos: determinação numérica de plugues granulares, BP.IC
Assunto(s):Mecânica dos fluidos  Simulação numérica 

Resumo

O escoamento de materiais granulares em regime denso é bastante comum tanto na natureza como na indústria. Na natureza, alguns exemplos são a erosão de margens de rios, a formação de dunas nos desertos, e deslizamentos de terra em encostas. Na indústria, ele ocorre em processos farmacêuticos, agroalimentares, e na dispersão de poluentes sólidos. Embora de grande interesse prático, estes escoamentos continuam mal compreendidos. Este plano propõe um estudo experimental, numérico e teórico de escoamentos densos de grãos e de sua interação com fluidos. Os experimentos serão realizados em diversas configurações (leitos granulares cisalhados por fluidos, leitos fluidizados e escoamentos gravitacionais). Para os experimentos, os escoamentos granulares serão filmados com câmera de alta velocidade e os deslocamentos de grãos individuais e clusters serão identificados com o uso de códigos numéricos. Quando na presença de líquidos, as velocidades do fluido serão medidas com o uso de PIV (Particle Image Velocimetry) e visualização com câmera rápida. Para a parte numérica, simulações utilizando um código CFD-DEM (computational fluid dynamics - discrete element method) serão realizadas. Para a parte analítica, utilizaremos análises de estabilidade e métodos de perturbação. O objetivo é medir os mecanismos envolvidos, como, por exemplo, choques e atrito grão-grão, arrastos de pressão e viscoso, força de massa virtual, e choques e atrito grão-parede, e então propor novos modelos físicos aplicados ao conjunto de grãos para as diferentes configurações de escoamento. Este projeto é uma continuação do Auxílio Regular atual do proponente (Processo Fapesp 2016/13474-9), e algumas das informações neste projeto se encontram também no referido processo. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pós-doutorado em escoamentos de materiais com bolsas da FAPESP 
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