Applications of perturbative methods for sensitivity analysis of two phase FLOWs / AplicaÃÃes de mÃtodos perturbativos para anÃlise de sensibilidade em escoamentos bifÃsicos

AUTOR(ES)

LÃzara Silveira Castrillo

DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Escoamentos bifÃsicos sÃo encontrados em processos industriais, naturais ou biolÃgicos. AlÃm de ser importante predizer o comportamento do escoamento atravÃs da soluÃÃo das equaÃÃes que descrevem o fenÃmeno fÃsico, conhecer como os parÃmetros do sistema influenciam no comportamento deste escoamento pode melhorar o conhecimento do mesmo. O conhecimento prÃvio dos parÃmetros que mais influenciam no comportamento de sistemas fÃsicos pode depender de uma boa anÃlise de sensibilidade realizada a priori. O objetivo deste trabalho à simular numericamente transitÃrios de escoamentos bifÃsicos e realizar estudos de sensibilidade no modelo matemÃtico usando o formalismo de perturbaÃÃo diferencial. O modelo matemÃtico considera o escoamento bifÃsico, unidimensional, incompressÃvel e adiabÃtico, mas sem mudanÃa de fase. A transferÃncia de quantidade de movimento na interface inclui os termos interfaciais de massa virtual, arraste, tensÃo turbulenta de Reynolds e de diferenÃa de pressÃo interfacial. Para obter a soluÃÃo do sistema de equaÃÃes diferenciais à usado um esquema implÃcito de diferenÃas finitas. Os resultados das simulaÃÃes mostram as distribuiÃÃes temporal e espacial da fraÃÃo de vazio, velocidades do lÃquido e do gÃs e pressÃo para os vetores de estado e adjunto. Os coeficientes de sensibilidade calculados atravÃs do mÃtodo perturbativo diferencial sÃo comparados com aqueles calculados atravÃs dos mÃtodos analÃtico e direto. Dois casos-problema foram considerados neste trabalho: um escoamento anular e um escoamento de bolhas. Para cada caso, foram estudados dois tipos de respostas: valores mÃdios e locais para as grandezas fraÃÃo de vazio, velocidades das fases e pressÃo. Os parÃmetros estudados sÃo aqueles que definem as propriedades fÃsicas das fases (por exemplo, a densidade), as condiÃÃes de contorno e inicial do problema (por exemplo, a fraÃÃo de vazio na entrada do tubo) e os coeficientes de interaÃÃo interfacial (por exemplo, o termo de arraste). Os resultados obtidos para os coeficientes de sensibilidade calculados atravÃs dos mÃtodos perturbativos mostram excelente concordÃncia com aqueles obtidos atravÃs da soluÃÃo direta do problema ou, quando possÃvel, atravÃs da soluÃÃo analÃtica do mesmo

ASSUNTO(S)

modelo matemÃtico engenharia nuclear mÃtodos perturbativos escoamentos bifÃsicos

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