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ORCID:  http://orcid.org/0009-0007-0371-274X
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Modelagem matemática e computacional de conversão Lagrange-Euler na simulação de escoamentos bifásicos
Alternate title (s): Mathematical and computational modeling of Lagrange-Euler conversion in the simulation of two-phase flows
Author: Rezende, Estevan Bonadio Augusto
First Advisor: Vedovotto, João Marcelo
First member of the Committee: Villar, Millena Martins Vale
Second member of the Committee: Cavallini Jr, Aldemir Aparecido
Summary: Simulações computacionais de fluidos através do método de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), estão cada vez mais implementadas em problemas industriais e de design: Asas, escoamentos internos, tubulações, refrigeração, ciclones químicos, meteorologia e várias outras áreas. O presente trabalho aborda a industria petrolífera e processos de corrosão em tubulações, com o intuito de adicionar à simulação uma metodologia de transformação de partículas discretas através do método de partículas discretas (DPM) lagrangianas para o referencial euleriano de volume de fluido (VOF) do escoamento de interesse, tendo em vista, no presente trabalho, uma interação com fronteira imersa (IB) de uma tubulação em cotovelo simples e escoamentos bifásico de ar e água. Com o objetivo de simplificação do escoamento de partículas da fase discreta e sua eventual conversão para a fase contínua, aumentando então a velocidade da simulação em troco de uma perda pequena em sua acurácia enquanto tal partícula se encontra distante do escoamento da VOF e das IB presentes no domínio, quando próximo, retorna-se à ser resolvido como um escoamento contínuo. O projeto teve sua implementação no código comercial MFSim com sucesso, e resultados, em maior parte qualitativos, são expostos no presente texto.
Abstract: Computational fluid dynamics (CFD) simulations are increasingly applied to industrial and design problems, including wings, internal flows, pipelines, cooling systems, chemical cyclones, meteorology, and various other areas. This study focuses on the petroleum industry and corrosion processes in pipelines. The aim is to enhance the simulation by incorporating a methodology for discrete particle transformation using the Lagrangian discrete particle method (DPM) into the Eulerian volume of fluid (VOF) framework of the flow of interest. Specifically, the study involves interaction with the immersed boundary (IB) of a simple elbow pipe and two-phase flows of air and water. The goal is to simplify the particle flow from the discrete phase and eventually convert it to the continuous phase, thereby increasing the simulation speed at the expense of a minor loss in accuracy when the particle is far from the VOF flow and IB present in the domain. When it approaches these boundaries, it is then converted into the VOF continuous flow. The project was successfully implemented in the commercial code MFSim, and the results, predominantly qualitative, are presented in this text.
Keywords: Escoamentos bifásicos
Conversão
Lagrange-Euler
Fronteira imersa
Método de partícula discreta
Two-phase flow
Lagrange-Euler
Conversion
Imersed boundary
Discrete particle method DPM
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: REZENDE, Estevan Bonadio Augusto. Modelagem matemática e computacional de conversão Lagrange-Euler na simulação de escoamentos bifásicos. 2023. 88 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39762
Date of defense: 1-Dec-2023
Appears in Collections:TCC - Engenharia Aeronáutica

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