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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Understanding the dynamics of gas-liquid-solid contact points
Alternate title (s): Entendendo a dinâmica dos pontos de contato gás-líquido-sólido
Author: Ribera, Rodrigo Lisita
First Advisor: Silveira Neto, Aristeu da
First coorientator: Wachem, Berend van
First member of the Committee: Souza, Francisco José de
Second member of the Committee: Souza, Ana Marta
Third member of the Committee: Silva, Marcelo Bacci da
Fourth member of the Committee: Philippi, Paulo César
Summary: Este trabalho objetiva o estudo, implementacçãao numóerica e simulacçãao computacional de escoamentos multifóasicos, com o móetodo euleriano VOF, e estudo do contato fluódo-lóquido- sóolido, conhecido como ponto de contato triplo, em um cóodigo com refinamento por malha adaptativa estruturada (AMR3D). O trabalho foca no desenvolvimento de modelos matemóati- cos, tóecnicas computacionais e validaçcãao destas, para modelar eficientemente e com acuidade a dinaâmica do contato fluido-lóquido-sóolido. O principal objetivo do trabalho óe o de desenvolver um modelo para a captura da dinaâmica de escoamentos multifóasicos no contato fluido-lóquido-soólido. Estes modelos devem ser: (i) precisos, (ii) robustos e (iii) mais genóeri- cos possóveis. As prediçcãoes obtidas do modelo sãao validadas com resultados de experimentos ou da literatura. Sãao realizados desenvolvimentos sobre um coódigo tridimensional para a simulaçcaão de escoamentos multifóasicos, com malha de refinamento adaptativo e um modelo para o ponto de contato entre as fases fluóda e sóolida, genóerico e robusto o suficiente para simular paredes que naão sejam planas, impostas atravóes do móetodo da Fronteira Imersa, e que seja capaz de representar a fósica do problema. Um melhor entendimento da dinâamica de gotas em contato com as paredes óe obtido, com o estudo dos paraâmetros relevantes que afetam a fósica da linha de contato.
Abstract: The objective of this work is to study, implement and numerical simulate the VOF multiphase flow model and to study the contact between the fluid-liquid-solid, know as the triple point region, in a structured adaptative mesh refinement code (AMR3D). The work focus on developing mathematical models, computational techniques and validation of these, to efficiently and accurately model the fluid-liquid-solid contact dynamics. The main objective of the project is to construct a model capturing the fluid-liquid-solids contact dynamics in multiphase flows. This model should be: (i) accurate, (ii) robust and (iii) as generic as possible. It is also aimed to validate the predictions of the model with results obtained from experiments or from the literature. Developments are made in a three-dimensional computational code for the simulation of multiphase flows, with adaptative mesh refinement and a model for the contact point between the fluid phases and the solid that is general and robust enough to simulate walls other than flat surfaces, imposed through the Immersed Boundary Method, and that is capable of representing the physics of the problem. A better understanding of the dynamic of droplets at walls is obtained, with the study of the relevant parameters that affects the physics of the contact line.
Keywords: Engenharia mecânica
Escoamento multifásico
Tensão superficial
Método VOF
Angulo de contato
Ponto de contato
Força de tensão supeficial
Método da fronteira immersa
Multiphase flows
VOF method
Contact angle
Contact point
Surface tension force
Immersed boundary method
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: RIBERA, Rodrigo Lisita. Understanding the dynamics of gas-liquid-solid contact points. 2015. 228 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.14
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.14
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21285
Date of defense: 19-Feb-2015
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