Modelo lattice-Boltzmann da energia livre incodicionalmente estavél

• Processo: 24/23788-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Luben Cabezas Gómez
• Beneficiário: Vinicius Akyo Matsuda
• Supervisor: Carsten Alexander Wagner
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: North Dakota State University (NDSU), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 22/12257-5 - Estudo do impacto de gotas em paredes aquecidas utilizando o Método de Lattice-Boltzmann, BP.DD
• Assunto(s): Energia livre Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Energia Livre | entropico | Lattice-Boltzmann | Multifásico | Simulação Numérica | Mudança de Fase Liquído-Gás

Resumo

O método de lattice-Boltzmann de energia livre funciona modelando a física de fluidos não ideais por meio da inserção da parte não ideal da energia livre através do tensor de pressão. Essa abordagem confere ao modelo a capacidade de capturar a dinâmica dos escoamentos multifásicos, como a decomposição de fases, o rastreamento da interface líquido-gás e as mudanças de fase induzidas por diferenças de pressão ou temperatura, que podem ser analisadas por meio dessa técnica. No entanto, como é comum em modelos numéricos, os modelos de energia livre sofrem de instabilidades, exigindo altos níveis de discretização. Simulações que buscam replicar condições reais, como no caso do impacto de gotas, demandam malhas finas, o que limita a sua praticidade.Para escoamentos monofásicos, sabe-se que tais instabilidades podem ser mitigadas com o uso da conhecida função de distribuição entrópica. Com isso em mente, neste projeto, planejamos desenvolver um modelo entrópico para o método lattice-Boltzmann de energia livre multifásico, que minimize rigorosamente a energia livre e, assim, garanta estabilidade incondicional, permitindo desta forma realizar simulações que melhor se aproximem de casos realisticos, specialmente no que concerne o impacto de gotas.