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dc.creatorArruda, Matheus Deodato-
dc.date.accessioned2026-09-15T16:15:46Z-
dc.date.available2026-09-15T16:15:46Z-
dc.date.issued2026-02-26-
dc.identifier.citationARRUDA, Matheus Deodato. Estudo numérico do modelo de Giesekus em escoamento bidimensional com obstáculo. 2026. 64 f. Dissertação (Mestrado em Matemática) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.206.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50285-
dc.description.abstractThis study develops and analyzes a numerical method for simulating two-dimensional viscoelastic flows described by the Giesekus constitutive model, with emphasis on the flow around a circular cylinder confined between parallel plates. The mathematical formulation is based on the Navier-Stokes equations for incompressible fluids, written in the vorticity-velocity form, and for the implementation of the immersed obstacle, the Immersed Boundary Method is adopted, allowing the use of fixed Cartesian meshes without the need to generate meshes adjusted to the boundary. The spatial discretization is performed using high-order compact schemes, and the temporal integration is done using the fourth-order Runge-Kutta method. For the numerical stabilization of viscoelastic regimes, the log-conformation technique is used for the evolution of the polymer stress tensor, which is especially necessary in regimes associated with high Weissenberg numbers. The solution of Poisson's equations is obtained using a multigrid method, ensuring computational efficiency. Initially, the numerical methodology is verified by simulating classical Newtonian flows, comparing the drag coefficients and the wake structure to results available in the literature. Next, the viscoelastic flow between parallel plates is analyzed, investigating the influence of the constitutive parameters of the Giesekus model. Lastly, we move the study to the viscoelastic flow around a confined circular cylinder, evaluating the impact of fluid elasticity on the problem. The results indicate that the drag coefficient in viscoelastic flow past a confined cylinder strongly depends on the model parameters. For a fixed Reynolds number, the drag coefficient increases with the viscosity ratio beta, while it decreases as Re increases, preserving a trend similar to the Newtonian regime. In addition, increasing the mobility parameter alpha_G is associated with a reduction in the drag coefficient, with a more pronounced effect for lower values of this parameter.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectEscoamentos viscoelásticospt_BR
dc.subjectViscoelastic flowspt_BR
dc.subjectModelo Giesekuspt_BR
dc.subjectGiesekus modelpt_BR
dc.subjectMétodo da fronteira imersapt_BR
dc.subjectImmersed boundary methodpt_BR
dc.subjectFormulação vorticidade-velocidadept_BR
dc.subjectVorticity-velocity formulationpt_BR
dc.subjectSimulação numéricapt_BR
dc.subjectNumerical simulationpt_BR
dc.titleEstudo numérico do modelo de Giesekus em escoamento bidimensional com obstáculopt_BR
dc.title.alternativeNumerical study of the Giesekus model in two-dimensional flow with an obstaclept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Rogenski, Josuel Kruppa-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7613670538812221pt_BR
dc.contributor.referee1Souza, Leandro Franco de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7491976072797902pt_BR
dc.contributor.referee2Figueiredo, Rafael Alves-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1559288892271359pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7838117201638261pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoNeste trabalho é desenvolvido e analisado um método numérico para a simulação de escoamentos viscoelásticos bidimensionais descritos pelo modelo constitutivo de Giesekus, com ênfase no escoamento em torno de um cilindro circular confinado entre placas paralelas. A formulação matemática baseia-se nas equações de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis, escritas na forma vorticidade-velocidade, e para a implementação do obstáculo imerso, adota-se o Método da Fronteira Imersa, permitindo a utilização de malhas cartesianas fixas sem a necessidade de geração de malhas ajustadas ao contorno. A discretização espacial é realizada por meio de esquemas compactos de alta ordem e a integração temporal é feita pelo método de Runge-Kutta de quarta ordem. Para a estabilização numérica dos regimes viscoelásticos, emprega-se a técnica de log-conformation para a evolução do tensor de tensões poliméricas, necessário especialmente em regimes associadas a números de Weissenberg elevados. A solução das equações de Poisson é obtida por meio de um método multigrid, garantindo eficiência computacional. Inicialmente, a metodologia numérica é verificada por meio da simulação de escoamentos Newtonianos clássicos, com comparação dos coeficientes de arrasto e da estrutura da esteira com resultados disponíveis na literatura. Em seguida, analisa-se o escoamento viscoelástico entre placas paralelas, investigando a influência dos parâmetros constitutivos do modelo Giesekus. Por fim, estuda-se o escoamento viscoelástico em torno de um cilindro circular confinado, avaliando o impacto da elasticidade do fluido exerce sobre o problema. Os resultados indicam que o coeficiente de arrasto no escoamento viscoelástico em torno de um cilindro confinado depende fortemente dos parâmetros do modelo. Para um número de Reynolds fixo, o coeficiente de arrasto aumenta com a razão de viscosidades beta, enquanto decresce com o aumento de Re, mantendo tendência semelhante à do regime Newtoniano. Observa-se ainda que o aumento do parâmetro de mobilidade alpha_G está associado à redução do coeficiente de arrasto, com influência mais significativa para valores menores desse parâmetro.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Matemáticapt_BR
dc.sizeorduration64pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA::ANALISE NUMERICApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::DINAMICA DOS FLUIDOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.206pt_BR
dc.orcid.putcode226879183-
dc.crossref.doibatchid1fa91af3-533e-4d46-b673-ee45973ccb87-
dc.subject.autorizadoMatemáticapt_BR
dc.subject.autorizadoNavier-Stokes, Equações dept_BR
dc.subject.autorizadoMovimento turbulentopt_BR
dc.subject.autorizadoMatemática - Métodos de simulaçãopt_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
dc.degree.levelMestrado Acadêmicopt_BR
dc.degree.departmentInstituto de Matemática e Estatísticapt_BR
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