Cálculo implícito aplicado à modelagem de fluidos não newtonianos usando um método de partículas

• Processo: 19/07172-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Construção Civil
• Pesquisador responsável: Cheng Liang Yee
• Beneficiário: Pedro Luís Rufato de Jesus
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Fluxo dos fluidos Fluidos não newtonianos Modelagem computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica de Fluidos Computacional | Fluidos não newtonianos | Método de Partículas | Mps | Modelagem Computacional

Resumo

Diversos fluidos não newtonianos estão presentes na indústria e sociedade, como por exemplo, o concreto fresco, as lamas de perfuração e os solos. Devido a suas propriedades reológicas, seu comportamento é complexo e difícil de prever. O desenvolvimento de modelos computacionais para tais fluidos pode ser uma alternativa promissora para a investigação. Em especial os modelos computacionais baseados em métodos de partículas, com descrição lagrangiana, elaborados para a simulação de escoamentos envolvendo superfície livre, grandes deformações e interações com sólidos rígidos ou deformáveis, como o Moving Particle Semi-Implicit e o Smoothed-Particle Hydrodynamics. Nesses métodos, o termo viscoso da equação da conservação da quantidade de movimento é calculado explicitamente. Por conta disso, fenômenos com predominância de difusão, como geralmente são os escoamentos de fluidos não newtonianos, demandam passos de tempos muito pequenos devido à restrição da estabilidade computacional, e tornam o custo computacional das simulações inviável em muitos casos. O objetivo do presente projeto é desenvolver o algoritmo e investigar a eficiência da abordagem implícita de cálculo do termo viscoso para a modelagem de fluidos não newtonianos num método de partículas. Os resultados esperados são a implementação e validação da abordagem implícita para fluidos não newtonianos e a modelagem e investigação de aplicações práticas de engenharia.