Métodos numéricos para escoamentos não-newtonianos com superfícies livres: efeitos da tensão superficial

• Processo: 17/11428-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: Débora de Oliveira Medeiros
• 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): 19/08742-2 - Esquemas estabilizantes para resolução de escoamentos viscoelásticos com superfície livre e efeitos de tensão superficial, BE.EP.DR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Free surface flows | Non-newtonian flows | Surface tension modelling | Mecânica de Fluidos Computacional

Resumo

Neste projeto propõe-se o estudo de métodos numéricos para a solução de escoamentos de fluidos incompressíveis e não-newtonianos, com ênfase nos efeitos de tensão superficial. A modelagem matemática envolve as equações de Navier-Stokes e um sistema de equações que definem a contribuição do tensor não-newtoniano. Além disso, a modelagem utilizará as condições de contorno de superfície livre considerando a incorporação da tensão superficial. No contexto do método MAC, a formulação numérica combinará uma discretização de diferenças finitas com um método de projeção e uma representação da interface (superfície livre) pelo método de partículas marcadoras (Front-tracking). Os métodos numéricos desenvolvidos serÜao aplicados para a solução de micro-escoamentos de fluidos complexos. Nesta classe de problemas, além das dificuldades encontradas no tratamento das equações que definem o modelo não-newtoniano, um desfio é o tratamento numérico acurado dos efeitos de tensÜao superficial. Portanto, esse projeto de doutorado visa ampliar o uso de ferramentas computacionais para a solução de problemas industriais e de aplicações da ciência e engenharia.

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)

MEDEIROS, DEBORA D.; NOTSU, HIROFUMI; OISHI, CASSIO M.. SECOND-ORDER FINITE DIFFERENCE APPROXIMATIONS OF THE UPPER-CONVECTED TIME DERIVATIVEtextbackslash{}ast. SIAM JOURNAL ON NUMERICAL ANALYSIS, v. 59, n. 6, p. 2955-2988, 2021. (13/07375-0, 17/11428-2, 19/08742-2)

REDDY, GUJJI MURALI MOHAN; SEITENFUSS, ALAN B.; MEDEIROS, DEBORA DE OLIVEIRA; MEACCI, LUCA; ASSUNCAO, MILTON; VYNNYCKY, MICHAEL. A Compact FEM Implementation for Parabolic Integro-Differential Equations in 2D. ALGORITHMS, v. 13, n. 10, OCT 2020. (16/19648-9, 18/07643-8, 17/11428-2)

Publicações acadêmicas

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

MEDEIROS, Débora de Oliveira. Análise numérica de esquemas de diferenças finitas para equações constitutivas em escoamentos de fluidos viscoelásticos. 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.