Simulação numérica de escoamentos de fluidos complexos com superfícies livres

• Processo: 19/01811-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: Hugo Leonardo França
• 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): 21/14953-6 - Estudos numéricos dos efeitos de capilaridade na dinâmica de gotas não-Newtonianas, BE.EP.DR
• Assunto(s): Simulação numérica Fluxo dos fluidos Fluidos complexos Superfície livre
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fluidos complexos | Simulação Numérica | Superfícies Livres | Simulação Numérica

Resumo

Neste projeto de doutorado propõe-se o desenvolvimento de um código axisimétrico para a solução de escoamentos de fluidos complexos, isto é, materiais que combinam efeitos de viscosidade, elasticidade e plasticidade. As aplicações de interesse são escoamentos com superfícies livres e com mudanças topológicas, como no caso do impacto de gotas em diferentes tipos de superfície (rígida ou camada de fluido) e a coalescência de gotas não-newtonianas. A fim de resolver problemas de interesse industrial, além do estudo numérico das propriedades reológicas, também deverá ser considerado o efeito da tensão superficial na modelagem matemática, que acrescenta complexidades nos escoamentos envolvendo o impacto de gotas. O modelo matemático adotado envolverá as equações que descrevem escoamentos incompressíveis com superfícies livres acoplado às equações constitutivas que descrevem um material elastoviscoplastico. Além disso, deverão ser consideradas as equações que descrevem o comportamento tixotrópico do material e tambéma equação da energia para capturar efeitos não-isotérmicos no escoamento. Do ponto de vista computacional, o método adotado para o tratamento e dinâmica da superfície livre será o método de partículas marcadoras (front-tracking) combinado ao método MAC (Marker-And-Cell). (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)

FRANCA, HUGO L.; OISHI, CASSIO M.; THOMPSON, RONEY L.. Numerical investigation of shear-thinning and viscoelastic binary droplet collision. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, v. 302, p. 15-pg., 2022-02-12. (13/07375-0, 19/01811-9)

FRANCA, HUGO L.; OISHI, CASSIO M.. A machine learning strategy for computing interface curvature in Front-Tracking methods. Journal of Computational Physics, v. 450, p. 9-pg., 2022-02-01. (13/07375-0, 19/01811-9)

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)

FRANÇA, Hugo Leonardo. Simulação numéricos de escoamentos de fluidos complexos com interfaces móveis. 2023. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.