Simulação numérica de escoamentos viscoelásticos bifásicos

• Processo: 15/04548-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2015
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: Rafael Alves Figueiredo
• Supervisor: Manuel António Moreira Alves
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidade do Porto (UP), Portugal
• Vinculado à bolsa: 11/09194-7 - Simulação numérica do efeito de Weissenberg, BP.DR
• Assunto(s): Diferenças finitas Escoamento bifásico Dinâmica dos fluidos computacional Fluidos viscoelásticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Diferenças Finitas | escoamento bifásico | fluido viscoelástico | métodos de estabilização | Vof | Mecânica dos fluidos computacional

Resumo

A simulação de escoamentos viscoelásticos multifásicos tem grande importância acadêmica no desenvolvimento de técnicas numéricas robustas capazes de prever com precisão o comportamento do escoamento e, industrial devido às várias aplicações envolvendo este tipo de escoamento. Os desafios encontrados para simular esse tipo de escoamento são muitos, dos quais podemos citar a solução das equações de Navier-Stokes em geometrias complexas, a escolha correta da equação constitutiva para representar o problema, representação e atualização da interface, cálculo da tensão superficial, problema de estabilidade numérica para resolver escoamentos com elevada elasticidade, ou seja, baixos números de Reynolds e altos números de Weissenberg. Portanto, pretendemos no estágio de pesquisa no exterior aperfeiçoar e implementar uma metodologia capaz de simular escoamentos viscoelásticos multifásicos com elevada elasticidade. Pretendemos também realizar uma análise numérica de alguns escoamentos viscoelásticos complexos com presença de interface, entre eles o efeito de Weissenberg, também conhecido como rod-climbing effect, ascensão de bolhas em fluido viscoelástico, entre outros. Acreditamos que ao fim deste estágio, iremos obter resultados científicos relevantes e alcançar todos os objetivos do projeto de pesquisa principal, referente à bolsa no país. No projeto principal foi construída uma versão preliminar do código, para simular escoamentos viscoelásticos bifásicos. Um artigo com alguns resultados gerados por esse código foi submetido para um evento da área. Entretanto, ainda é necessário aperfeiçoar a metodologia implementada para simular escoamentos com altos números de Weissenberg. Esse problema é conhecido como High Weissenberg Number Problem (HWNP) e atualmente é o foco principal do estágio. (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)

FIGUEIREDO, R. A.; OISHI, C. M.; AFONSO, A. M.; TASSO, I. V. M.; CUMINATO, J. A.. A two-phase solver for complex fluids: Studies of the Weissenberg effect. INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW, v. 84, p. 98-115, SEP 2016. (11/09194-7, 13/07375-0, 15/04548-6)