Asymptotics and simulation of complex fluids

• Processo: 15/50094-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Acordo de Cooperação: University of Bath
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: José Alberto Cuminato
• Pesquisador Responsável no exterior: Jonathan David Evans
• Instituição Parceira no exterior: University of Bath , Inglaterra
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Vinculado ao auxílio: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, AP.CEPID
• Assunto(s): Fluidos complexos Fluidos viscoelásticos Métodos assintóticos Modelos matemáticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Matematica

Resumo

A presente proposta detalha um plano de pesquisa para investigar as equações que modelam fluidos viscoelásticos complexos. Tais fluidos possuem memória o que os torna um desafio para entender matemática e numericamente. Os fluidos viscoelásticos apresentam uma infinidade de aplicações industriais, tornando a sua investigação oportuna e importante. A pesquisa irá se concentrar em fluxos de contração, stick-slip e die-swell, problemas que apresentam singularidades complicadas. Esses são problemas referência no campo da reologia ocorrendo experimentalmente e em aplicações, tais como processos de extrusão. Uma combinação única de técnicas assintóticas e numéricas serão propostas para lidar com os pontos singulares e simular esses fluxos de forma precisa. Isso implicará uma sinergia das competências em métodos assintóticos do pesquisador de Bath e os conhecimentos do grupo de São Carlos, em análise numérica. Uma lista de dez modelos constitutivos diferencias, mais comuns é apresentada, que serão investigados em ordem crescente de dificuldade matemática, a fim de construir um conjunto abrangente de soluções e comportamentos de referência. Devido à variedade de modelos, o projeto propõe uma direção para a pesquisa fundamental de longo prazo para esses fluidos viscoelásticos complexos. O PI de Bath também vai também colaborar com o grupo de estudo em modelagem matemática recentemente proposto dentro das atividades do Centro de Matemática Aplicada à Indústria, da USP. (AU)

Publicações científicas

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(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)

EVANS, J. D.; PALHARES JUNIOR, I. L.; OISHI, C. M.. Stresses of PTT, Giesekus, and Oldroyd-B fluids in a Newtonian velocity field near the stick-slip singularity. Physics of Fluids, v. 29, n. 12, DEC 2017. (15/50094-7, 14/17348-2, 16/20389-8)

EVANS, J. D.; OISHI, C. M.. Transient computations using the natural stress formulation for solving sharp corner flows. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, v. 249, p. 48-52, NOV 2017. (15/50094-7, 13/07375-0)

EVANS, JONATHAN D.; FRANCA, HUGO L.; OISHI, CASSIO M.. Application of the natural stress formulation for solving unsteady viscoelastic contraction flows. Journal of Computational Physics, v. 388, p. 462-489, JUL 1 2019. (15/50094-7, 13/07375-0, 16/00456-2, 17/04471-9)

TOME, M. F.; ARAUJO, M. T.; EVANS, J. D.; MCKEE, S.. Numerical solution of the Giesekus model for incompressible free surface flows without solvent viscosity. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, v. 263, p. 104-119, JAN 2019. (15/50094-7, 13/07375-0)