Publicação: Modelagem matemático-numérico-computacional do transporte e deposição de sólidos em processo de perfuração em águas profundas
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
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A dinâmica de fluidos computacionais (CFD) é uma ferramenta importante para entender e analisar escoamentos multifásicos, que são comumente encontrados em processos industriais como na produção e transporte de óleo e gás, na indústria química e na análise de sistemas ambientais. Através de CFD, é possível criar modelos computacionais complexos que descrevem o escoamento de fluidos para prever o comportamento de processos físicos reais, e em alguns casos as simulações computacionais são mais viáveis que experimentos materiais. Numericamente, para escoamentos gás-sólido, é comum que as partículas sejam tratadas em um referencial lagrangiano, enquanto o fluido em um referencial euleriano. Assim, no contexto do projeto de P&D "Estudo de Dispersão de plumas de material descartado em operações offshore", financiado pela Petrobras, esta tese tem como objetivo o desenvolvimento computacional de uma modelagem para escoamentos multifásicos com partículas sólidas para simulação computacional das primeiras fases da perfuração de poços de petróleo. Nestas fases o fluido de perfuração e fragmentos de rocha são descartados no assoalho oceânico, causando danos a organismos bentônicos. Nessa tese propõe-se uma investigação a respeito da dinâmica dos detritos formados durante a primeira fase do processo de perfuração de poços de petróleo, levando em consideração as condições de escoamento, a interação entre as partículas e a dispersão do material descartado. A modelagem proposta será importante para entender e prever o comportamento dos escoamentos multifásicos, ajudando a desenvolver novos processos e produtos mais eficientes e sustentáveis.
Abstract
Computational fluid dynamics (CFD) is an important tool for understanding and analyzing multi-phase flows, which are commonly found in industrial processes such as oil and gas production, the chemical industry, and environmental system analysis. Through CFD, it is possible to create complex computational models that describe fluid flow to predict the behavior of real physical processes, and in some cases, computational simulations are more feasible than material experiments. Numerically, for gas-solid flows, it is common the particles be treated in a Lagrangian frame of reference while the fluid in an Eulerian frame of reference. In the context of the project "Study of Dispersion of Discarded Material Plumes in Offshore Operations", funded by Petrobras, this thesis aims at the computational development of a multi-phase flow modeling with solid particles (DEM) for computational simulation of the first stages of oil well drilling. In these stages, the drilling fluid and rock fragments are discarded on the ocean floor, causing damage to benthic organisms. This thesis proposes an investigation into the dynamics of the debris formed during the first phase of the oil well drilling process, taking into account the flow conditions, the interaction between the particles, and the dispersion of the discarded material. The proposed modeling will be important for understanding and predicting the behavior of multi-phase flows, helping to develop more efficient and sustainable processes and products.
Palavras-chave
DEM, CFD, MFSim, Petrobras
Citação
BARBOSA, Paulo Costa Porto de Figueiredo. Modelagem matemático-numérico-computacional do transporte e deposição de sólidos em processo de perfuração em águas profundas. 2023. 61 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.95
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