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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):20/15624-3 - Escoamento turbulento sobre um leito granular deformado: determinação experimental, BP.MS
20/04151-7 - Deslocamento de um intruso em um meio granular, BP.DR
20/00221-0 - Leitos fluidizados sólido-líquido: escoamento do fluido, dinâmica dos grãos e formação de padrões, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 19/21530-4 - Dinâmica de um leito fluidizado por um líquido, BP.IC
19/22691-1 - Escoamento turbulento em meio granular denso: alterações na estrutura do escoamento, BP.PD
19/20888-2 - Simulações CFD-DEM em leitos fluidizados, BP.PD
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 - menos bolsas vinculadas
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:
Un estudio sobre la dinámica de dunas ayudará a entender la formación del relieve de Marte 
Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars 
Estudo sobre a dinâmica de dunas ajudará a compreender a formação do relevo de Marte 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (18 total):
Mais itensMenos itens
Revista Ecológico online: Estudo sobre a dinâmica de dunas ajudará a compreender a formação do relevo de Marte (29/Dez/2020)
Sou Ecológico: Estudo sobre a dinâmica de dunas ajudará a compreender a formação do relevo de Marte (29/Dez/2020)
La Macchina del Tempo (Itália): Lo studio della dinamica delle dune aiuterà gli scienziati a comprendere la topografia di Marte (21/Dez/2020)
Dom Total: Pesquisa sobre dinâmica de dunas ajuda a compreender a formação do relevo de Marte (20/Dez/2020)
Cosmos Magazine (Austrália) online: The not so simple life of barchans (18/Dez/2020)
Galileu online: Dinâmica de dunas pode ajudar a entender a formação do relevo de Marte (17/Dez/2020)
Serendeputy (EUA): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (17/Dez/2020)
Phys.Org (Reino Unido): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Espaço Ecológico no Ar: Estudo sobre a dinâmica de dunas ajudará a compreender a formação do relevo de Marte (16/Dez/2020)
Bioengineer (Reino Unido): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Science Codex: Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Mars Daily (Austrália): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Brightsurf: Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Knowledia (França): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Florida News Times (EUA): Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Lower RGV News: Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (16/Dez/2020)
Copernical: Study of dune dynamics will help scientists understand the topography of Mars (15/Dez/2020)

Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CUNEZ, FERNANDO DAVID; LIMA, NICOLAO CERQUEIRA; FRANKLIN, ERICK M. Motion and clustering of bonded particles in narrow solid-liquid fluidized beds. Physics of Fluids, v. 33, n. 2 FEB 1 2021. Citações Web of Science: 0.
ALVAREZ, CARLOS A.; FRANKLIN, ERICK M. Force distribution within a barchan dune. Physics of Fluids, v. 33, n. 1 JAN 1 2021. Citações Web of Science: 0.
CUNEZ, FERNANDO DAVID; FRANKLIN, ERICK M. Crystallization and jamming in narrow fluidized beds. Physics of Fluids, v. 32, n. 8 AUG 1 2020. Citações Web of Science: 0.
CHIMETTA, BRUNO PELISSON; FRANKLIN, ERICK. An analytical comprehensive solution for the superficial waves appearing in gravity-driven flows of liquid films. ZEITSCHRIFT FUR ANGEWANDTE MATHEMATIK UND PHYSIK, v. 71, n. 4 JUL 4 2020. Citações Web of Science: 0.
CUNEZ, FERNANDO DAVID; FRANKLIN, ERICK M. Mimicking layer inversion in solid-liquid fluidized beds in narrow tubes. Powder Technology, v. 364, p. 994-1008, MAR 15 2020. Citações Web of Science: 0.
ALVAREZ, CARLOS A.; FRANKLIN, ERICK M. Shape evolution of numerically obtained subaqueous barchan dunes. Physical Review E, v. 101, n. 1 JAN 21 2020. Citações Web of Science: 0.
ALVAREZ, CARLOS A.; FRANKLIN, ERICK M. Horns of subaqueous barchan dunes: A study at the grain scale. Physical Review E, v. 100, n. 4 OCT 9 2019. Citações Web of Science: 1.

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