Interação fluido-partícula na presença de um intruso

• Processo: 24/13981-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Erick de Moraes Franklin
• Beneficiário: Douglas Daniel de Carvalho
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/14981-7 - Modelagem de escoamentos granulares densos: experimentos, simulações numéricas e análises de estabilidade, AP.JP2
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Abordagem multiescala | Intrusos | Matriz líquida | Meios granulares | Movimento cooperativo | Meios Granulares e Mecânica dos Fluidos

Resumo

O movimento de objetos sólidos (intrusos) em meio a grãos em uma matriz líquida é frequentemente encontrado na natureza e em processos artificiais. Como exemplos, podemos citar o crescimento de plantas em solos encharcados, animais que se enterram no fundo dos oceanos, e perfurações (para diversos fins) nesses ambientes. A física por trás destes movimentos permanece pouco compreendida e questões fundamentais, que afetam significativamente as atividades humanas, ainda precisam ser melhor explicadas e investigadas, como a modelagem do atrito sólido-sólido (lei de Amontons-Coulomb): um problema antigo, aparentemente simples e comum, mas que ainda carece de consenso físico. Esta proposta de pesquisa consiste em investigações numéricas e experimentais da resposta reológica de materiais granulares em uma matriz líquida quando um intruso é posto em movimento em seu interior. Trata-se de um estudo com elevado grau de originalidade, realizado através de uma análise multiescala: i) escala do próprio sistema (macroescala); ii) escala dos grãos (mesoescala) e iii) escala dos contatos individuais (microescala). Em termos específicos, analisaremos a interação entre conjuntos de intrusos quando movimentados dentro desses ambientes, investigando os deslocamentos individuais dos grãos e os campos cinemáticos do líquido; a possível formação e evolução de zonas de bloqueios e estagnações; as interações físicas entre partículas; e como todos esses aspectos afetam a dinâmica do movimento dos intrusos, a fim de propor modelos para descrever os resultados obtidos. Numa abordagem mais fundamental, a dinâmica de contato de partículas individuais (microescala) será investigada, com ensaios de tomografia por raio X realizados no acelerador de partículas Sirius. Trata-se de um problema multiescalas, importante e desafiador e que será desenvolvido através de colaborações internacional (Laboratório FAST - Université Paris-Saclay, na França) e nacional (Sirius).