Reconstrução dos campos de pressão em escoamentos por meio de campos de velocidade sintéticos ou obtidos com a velocimetria por imagem de partículas

• Processo: 25/14790-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Emílio Carlos Nelli Silva
• Beneficiário: Bernardo Luiz Harry Diniz Lemos
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP)
• Vinculado ao auxílio: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, AP.PCPE
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Particle image velocimetry | reconstrução do campo de pressão | Mecânica dos FLuidos

Resumo

Atualmente, uma das grandezas de interesse em aplicações da velocimetria por imagem de partículas (Particle Image Velocimetry, PIV) é a pressão. A reconstrução do campo de pressão parte das distribuições bi e tridimensionais da velocidade. Na prática, medir a pressão em vários pontos de um escoamento é uma questão complexa. Antes de qualquer coisa, as propriedades metrológicas devem se conservar ao longo das medições. Secundariamente, os sensores ou transdutores de pressão não devem entrar em contato direto com o fluido para não interferir no escoamento. A medição PIV surge como uma alternativa às limitações dos sensores, extraindo o campo ou volume de pressão instantâneo utilizando as equações de Navier-Stokes ou a equação de Poisson da pressão (Pressure Poisson Equation, PPE) em pós-processamentos computacionais iterativos. Ambas as equações exigem condições de contorno bem definidas para o problema, caso contrário os métodos podem demorar excessivamente ou divergir. Ademais, deve-se atentar para o ruído presente nas medições, que apesar de todos os esforços para mitigá-lo ainda estão presentes. O movimento de partículas para fora do plano e objetos sólidos, especialmente os móveis, são de difícil controle devido à sua relação com a tridimensionalidade do escoamento e à resolução espacial, respectivamente. Pretende-se neste trabalho utilizar o método da integral, baseado nas equações de Navier-Stokes, e o método da PPE em escoamentos sintéticos para avaliar a robustez de ambos à ruídos e as condições de contorno para então emprega-los em medições PIV, como as realizadas nos grupos de pesquisa do NDF (Núcleo de Dinâmica e Fluidos) e RCGI (Research Centre for Greenhouse Gas Innovation). (AU)