Estabilidade de métodos numéricos para escoamentos viscoelásticos com alto número de Weissenberg

• Processo: 14/17348-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2014
• Data de Término da vigência: 01 de dezembro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: Irineu Lopes Palhares Junior
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/20389-8 - Estudo numérico do tensor na formulação natural para problemas com superfície livre, BE.EP.DR
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Computational Fluid Dynamics | numerical stability | Viscoelatic fluids | Mecânica de Fluidos Computacional

Resumo

Neste projeto propõe-se o estudo e implementação de métodos numéricos para a solução de escoamentos de fluidos incompressíveis e viscoelásticos que exibem comportamento transiente. Nesse estudo pretende-se analisar a estabilidade dos métodos numéricos, propondo técnicas eficientes e acuradas para a solução das equações constitutivas que modelam o comportamento viscoelástico, com especial atenção à estabilidade desses métodos quando aplicados em problemas com alto número de Weissenberg ($Wi$). O número $Wi$ é a razão entre o tempo de relaxação do fluido viscoelástico e o tempo inercial do escoamento. Do ponto de vista de aplicações, serão investigados o surgimento de instabilidades (físicas) induzidas por fluidos não-newtonianos em diferentes tipos de geometria quando o número de Weissenberg é alto, envolvendo ou não, condições de contorno do tipo superfícies livres (interfaces móveis). Portanto, combinando estas novas técnicas numéricas, será possível investigar problemas importantes e difíceis de simular pelos métodos tradicionais, além de proporcionar ao grupo de pesquisa ferramentas robustas capazes de simular problemas tecnológicos e científicos mais complexos e de interesse em aplicações práticas.

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)

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.; CUMINATO, J. A.; PALHARES JUNIOR, I. L.; OISHI, C. M.. Numerical study of the stress singularity in stick-slip flow of the Phan-Thien Tanner and Giesekus fluids. Physics of Fluids, v. 31, n. 9, SEP 2019. (13/07375-0, 14/17348-2, 16/20389-8)

EVANS, J. D.; FRANCA, H. L.; PALHARES JUNIOR, I. L.; OISHI, C. M.. Testing viscoelastic numerical schemes using the Oldroyd-B fluid in Newtonian kinematics. Applied Mathematics and Computation, v. 387, p. 32-pg., 2020-12-15. (16/20389-8, 13/07375-0, 14/17348-2, 19/01811-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PALHARES JUNIOR, Irineu Lopes. Análise numérica de escoamentos viscoelásticos com singularidades. 2019. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.