Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48457
Registro completo de metadatos
Campo DCValorLengua/Idioma
dc.creatorMartini, João Emanuel Fermino-
dc.date.accessioned2026-03-03T16:04:53Z-
dc.date.available2026-03-03T16:04:53Z-
dc.date.issued2026-02-20-
dc.identifier.citationMARTINI, João Emanuel Fermino. Modelagem computacional de escoamentos turbulentos utilizando a metodologia da fronteira imersa dos volumes fantasmas. 2026. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.5015.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48457-
dc.description.abstractThe capability to digitally simulate the physical world has transformed the manner in which science and engineering interact with nature. As one of the most challenging fields of this transformation, Computational Fluid Dynamics (CFD) has established itself as a fundamental pillar, enabling the high- fidelity representation of complex flows. However, within the scope of immersed boundary methods, the faithful representation of intricate interfaces and their efficient geometric processing remain critical challenges for the robustness and viability of current numerical tools. This thesis presents the development, extension, and improvement of the Ghost-Cell Immersed Boundary Method (IB-GCM) integrated into the MFSim computational platform. The work focuses on the solution and validation of flows involving dynamic and thermal effects, as well as fluid-structure interaction (FSI). The methodology was validated through classical cases, such as Poiseuille flow with thermal effects and flow in coaxial ducts, demonstrating sealing capabilities when using zero-thickness boundaries. Flow around a sphere was simulated in both laminar and turbulent regimes, applying Large Eddy Simulation (LES) closure models and utilizing Adaptive Mesh Refinement (AMR) to efficiently capture high gradients in the vicinity and wake of the sphere. In the context of FSI, the vibration of a submerged plate was validated, and the dynamic response of a clamped-clamped beam subjected to cross-flow was analyzed. Finally, a preliminary analysis of an injector applied to industrial-scale projects was performed. The results consolidated in this thesis ratify the IB-GCM method as a robust, accurate, and versatile tool, capable of addressing the complexity of coupled transport phenomena in complex geometries, bridging the gap between high-rigor academic research and the technological demands of modern industry.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/us/*
dc.subjectFronteira Imersapt_BR
dc.subjectImmersed Boundarypt_BR
dc.subjectFerramenta Computacionalpt_BR
dc.subjectComputational Toolpt_BR
dc.subjectMFSimpt_BR
dc.subjectMFSimpt_BR
dc.titleModelagem computacional de escoamentos turbulentos utilizando a metodologia da fronteira imersa dos volumes fantasmaspt_BR
dc.title.alternativeComputational modeling of turbulent flows using the ghost-cell immersed boundary methodpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Silveira Neto, Aristeu da-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4650888739121183pt_BR
dc.contributor.referee1Steffen Júnior, Valder-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6838375689601075pt_BR
dc.contributor.referee2Souza, Franciso José de-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1257320066520278pt_BR
dc.contributor.referee3Andrade, João Rodrigo-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3633955382225394pt_BR
dc.contributor.referee4Serfaty, Ricardo-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5917199961355543pt_BR
dc.contributor.referee5Souza, Leandro Franco de-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/7491976072797902pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6685561932488030pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA capacidade de simular digitalmente o mundo físico transformou a maneira como ciência e engenharia interagem com a natureza. Como um dos campos mais desafiadores dessa transformação, a Dinâmica dos Fluidos Computacional (DFC) consolidou-se como um pilar fundamental, permitindo a representação de escoamentos complexos com alta fidelidade. Contudo, no âmbito dos métodos de fronteira imersa, a representação fidedigna de interfaces complexas e o seu processamento geométrico eficiente permanecem como desafios críticos para a robustez e a viabilidade das ferramentas numéricas atuais. Na presente tese apresentam-se o desenvolvimento, a extensão e o aperfeiçoamento do Método de Fronteira Imersa dos Volumes Fantasmas (IB-GCM) integrado à plataforma computacional MFSim. Nesse trabalho foca-se na solução e validação de escoamentos envolvendo efeitos dinâmicos, térmicos e interação fluido-estrutura (FSI). A metodologia foi validada através de casos clássicos, como o escoamento de Poiseuille com efeitos térmicos e em dutos coaxiais, demonstrando estanqueidade ao utilizar fronteiras de espessura nula. Simulou-se o escoamento ao redor de uma esfera em regimes laminares e turbulentos, aplicando modelos de fechamento da classe Simulação das Grandes Estruturas (LES) e utilizando o refinamento de malha adaptativo (AMR) para capturar elevados gradientes na vizinhança e na esteira da esfera de forma eficiente. No âmbito de FSI, validou-se a modelagem e a simulação da vibração de uma placa submersa em um fluido e analisou-se a resposta dinâmica de uma viga bi-engastada sujeita a escoamento transversal. Por fim, foi realizada uma análise preliminar de um injetor aplicado a projetos em âmbito industrial. Os resultados consolidados nesta tese ratificam o método IB-GCM como uma ferramenta robusta, precisa e versátil, que possibilita a enfrentar a complexidade de fenômenos dinâmicos e térmicos acoplados em geometrias complexas, preenchendo a lacuna entre a pesquisa acadêmica de alto rigor e as demandas tecnológicas da indústria moderna.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration145pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.5015pt_BR
dc.orcid.putcode207331734-
dc.crossref.doibatchidf70dac34-7bc7-4aad-ae02-e60b5526cae6-
dc.subject.autorizadoEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.autorizadoFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subject.autorizadoTermodinâmicapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
Aparece en las colecciones:TESE - Engenharia Mecânica

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción TamañoFormato 
ModelagemComputacionalEscoamentos.pdf46.34 MBAdobe PDFVista previa
Visualizar/Abrir


Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons Creative Commons