Estudo do método de rede de Boltzmann para simulação numérica de processos hidrodinâmicos e térmicos em microcanais

• Processo: 19/21022-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Luben Cabezas Gómez
• Beneficiário: Ivan Talão Martins
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/09509-1 - Processos de transferência de calor com mudança de fase de elevado desempenho aplicados ao aproveitamento de energia solar, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/14338-0 - Estudo experimental da ebulição em piscina em superfícies quentes com diferentes texturas, BE.EP.IC
• Assunto(s): Escoamento monofásico Transferência de calor Simulação numérica Modelagem computacional Método dos elementos finitos Modelos hidrodinâmicos Método de Lattice-Boltzmann
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elementos Finitos | Escoamentos em microcanais | Método de rede de Boltzmann | Simulação Numérica | Transferência de Calor | Modelagem e simulação numérica

Resumo

Este projeto versa sobre o estudo do método de rede de Boltzmann (MRB) para a simulação de processos hidrodinâmicos e de transferência de calor em microcanais. Propõe-se o estudo do MRB e a realização de simulações numéricas com o mesmo de escoamentos monofásicos e de processos de transporte em domínios sólidos, pretendendo-se simular numericamente escoamentos em canais bidimensionais, considerando-se transferência de calor e, eventualmente, transferência de calor conjugada. Os resultados podem ser aplicados na análise de escoamentos em microcanais de trocadores de calor de alto desempenho, empregados como coletores ou absorvedores solares ou como dissipadores de calor em aplicações eletrônicas. Inicialmente, prevê-se um estudo do procedimento numérico de solução do MRB e seu uso na solução de escoamentos com e sem transferência de calor, em uma ou duas dimensões. Posteriormente, será aplicado o método de elementos finitos na solução da equação discreta de rede de Boltzmann. Essa variante do MRB denomina-se método de rede de Boltzmann baseado em elementos finitos (MRBEF). O MRBEF será primeiramente aplicado na solução de problemas unidimensionais, estudando-se a convergência e estabilidade do mesmo. Em seguida, será utilizado para a solução dos problemas tratados com o MRB. A principal novidade do projeto está no estudo e uso do MRBEF, até agora pouco utilizado na literatura aberta. Ainda será desenvolvida uma ferramenta computacional para o uso do MRBEF. (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)

MARTINS, IVAN T.; GOMEZ, LUBEN C.. MICROCHANNEL CONJUGATE HEAT TRANSFER MODELING USING LATTICE BOLTZMANN METHOD WITH A NEW DISCRETIZATION STRATEGY. JOURNAL OF ENHANCED HEAT TRANSFER, v. 29, n. 3, p. 24-pg., 2022-01-01. (19/21022-9, 16/09509-1)