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O método de interfaces imersas para a simulação de escoamentos com superfícies livres

Processo: 12/04471-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2012
Vigência (Término): 30 de abril de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
Pesquisador responsável:José Alberto Cuminato
Beneficiário:Gabriela Aparecida dos Reis
Instituição-sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Dinâmica dos fluidos computacional   Superfície livre   Fluxo dos fluidos

Resumo

A simulação de escoamentos com superfícies livres vem ganhando importância ao longo dos últimos anos devido às várias aplicações práticas em que esse tipo de escoamento está envolvido. A simulação de escoamentos com superfícies livres envolve consideráveis dificuldades numéricas e computacionais uma vez que além de resolver as equações de Navier-Stokes,o que por si só já representa considerável desafio, é preciso também representar corretamenteo domínio, uma vez que este é variável com o tempo. No grupo de mecânica dos fluidos computacional da USP em São Carlos vimos trabalhando nesse assunto desde 1993 e um razoável conteúdo de conhecimento foi acumulado. Nesses anos de trabalho um sistema de simulação de escoamentos com superfícies livres em três dimensões foi produzido (FREEFLOW3D), juntamente com muitas publicações em revistas conceituadas e a formação de um bom númerode mestres e doutores. O sistema FREEFLOW3D é baseado na metodologia GENSMAC que é uma metodologia muito eficiente para o tratamento de escoamentos com superfícies livres, especialmente para o tratamento de geometrias complexas. No entanto a metodologiaGENSMAC tem algumas deficiências relacionadas especificamente com a ordem de precisãona superfície livre e com sua paralelização. Neste trabalho o aluno deve estudar, modificare implementar modificações da metodologia GENSMAC relacionadas com as discretizaçõespor diferenças finitas das equações governantes, um dos passos mais importantes do algoritmoGENSMAC. Essa modificação será baseada na metodologia de Interfaces imersas. (AU)

Publicações científicas
(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)
REIS, G. A.; TASSO, I. V. M.; SOUZA, L. F.; CUMINATO, J. A. A compact finite differences exact projection method for the Navier-Stokes equations on a staggered grid with fourth-order spatial precision. COMPUTERS & FLUIDS, v. 118, p. 19-31, SEP 2 2015. Citações Web of Science: 8.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
REIS, Gabriela Aparecida dos. Estudo de métodos de interface imersa para as equações de Navier-Stokes. 2016. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação São Carlos.

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