Modelagem matemática e simulação de escoamentos em canais anulares com interação fluido-estrutura / Mathematical modeling and simulation of flow in annular channels with fluid-structure interaction

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

18/03/2011

RESUMO

O objetivo deste trabalho é de dar continuidade ao desenvolvimento de uma plataforma numérica em canais anulares, problemas presentes em engenharia de perfuração e da indústria de gás e petróleo. A plataforma numérica, desenvolvida utilizando o método de discretização dos volumes finitos, emprega métodos e esquemas de segunda ordem. A utilização do método de fronteira imersa possibilita a representação de estruturas que representam a geometria que definem os problemas. A versão inicial (com modelo físico virtual) foi modificada pela substituição do modelo que avalia a força lagrangeana, sendo implementado o modelo denominado de multi forçagem direta. Tal modificação levou a uma redução considerável do custo computacional da simulação de aproximadamente 16 vezes. Com esta redução de tempo, foi possível trabalhar com malhas mais refinadas, que tornou as simulações do escoamento mais fidedigna com os dados de referência. Assim pode-se evidenciar de forma mais clara a formação dos vórtice de Taylor durante o transiente até o estado estacionário nos escoamento de Taylor-Couette, Taylor-Couette com oscilação forçada, Taylor-Couette com translação forçada, Taylor-Couette com oscilação e translação forçada, Taylor-Couette Espiral, Taylor-Couette Espiral com oscilação forçada. Uma aplicação final foi considerada com a finalidade de avaliar a metodologia numérica frente a problemas com interface em movimento não imposto.

ASSUNTO(S)

método da fronteira imersa escoamentos anulares modelo de muti forçagem direta interação fluido-estrutura engenharia mecanica mecânica dos fluidos dinâmica dos fluidos diferenças finitas simulação (computadores) annular flows immersed boundary method multi direct forcing fluid-structure interation

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