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Simulação numérica de transição de escoamentos de fluidos viscoelásticos

Processo: 17/11068-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2017
Vigência (Término): 31 de agosto de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Analice Costacurta Brandi
Beneficiário:Laison Junio da Silva Furlan
Instituição-sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
Assunto(s):Transição laminar-turbulenta   Ondas de Tollmien-Schilichting   Lei de Poiseuille   Fluidos viscoelásticos   Simulação numérica

Resumo

Diversos escoamentos de interesse prático são de fluidos viscoelásticos e muitas vezes é desejável saber se estes escoamentos propagam-se no estado laminar ou no turbulento. Embora a hidrodinâmica de fluidos viscoelásticos sejam fortemente afetadas pelo balanço entre forças inerciais e elásticas no escoamento, o efeito da elasticidade sobre a estabilidade de escoamentos inerciais não é completamente estabelecido. No presente projeto, estuda-se a transição laminar-turbulenta, em que será investigada a convecção de ondas de Tollmien-Schlichting para o escoamento incompressível bidimensional de Poiseuille para um fluido viscoelástico, utilizando a equação constitutiva Giesekus. Para isto, serão utilizadas a Simulação Numérica Direta (DNS) e a Teoria de Estabilidade Linear (LST) para verificar a estabilidade dos escoamentos de fluidos viscoelásticos a perturbações não estacionárias. Na formulação DNS as equações de Navier-Stokes juntamente com a equação constitutiva Giesekus serão resolvidas utilizando métodos de diferenças finitas compactas de alta ordem. Enquanto que na análise LST a equação de Orr-Sommerfeld é modificada para um fluido viscoelástico e resolvida pelo método Shooting. A fim de avaliar as taxas de amplificação máxima e as curvas neutras de estabilidade, diferentes simulações numéricas serão realizadas variando-se os parâmetros adimensionais para o escoamento de fluido viscoelástico e comparando com o escoamento de fluido Newtoniano. (AU)

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