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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.55.2013.tde-05052014-104029
Documento
Autor
Nome completo
Douglas Farias Cordeiro
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2013
Orientador
Banca examinadora
Sousa, Fabrício Simeoni de (Presidente)
Carmo, Fabiano Petronetto do
Nóbrega, João Miguel de Amorim Novais da Costa
Oishi, Cássio Machiaveli
Silveira Neto, Aristeu da
Título em português
Simulação numérica de escoamentos bifásicos com o método ISPH
Palavras-chave em português
Escoamentos bifásicos
ISPH
Simulações numéricas
Tratamento de interface
Resumo em português
O método ISPH (do inglês, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics) é um método de aproximação livre de malha que, através de um conjunto finito de partículas e uma formulação completamente Lagrangeana, permite a solução de diversos tipos de escoamentos. Entretanto, sua aplicação para escoamentos bifásicos ainda é um desafio, principalmente no que refere-se à manutenabilidade da interface entre fluidos. Diante disso, nesta tese é apresentado o desenvolvimento de um código numérico baseado no método ISPH, sendo propostas duas técnicas de tratamento de interface. Para tanto é realizado um estudo a cerca do método, considerando diferentes metodologias, e analisando pontos específicos, tais como a solução do campo de pressões. São apresentados resultados que mostram a eficácia do método, tanto em escoamentos monofásicos, quanto em escoamentos multifásicos, onde, neste caso, são destacadas as melhorias obtidas através das técnicas de tratamento de interface propostas. Por fim, é realizado um estudo do comportamento de misturas bifásicas, com referência ao fenômeno da inversão de fase
Título em inglês
Two-fluid flow numerical simulation using ISPH method
Palavras-chave em inglês
Interface treatment
ISPH
Numerical simulation
Two-fluid flow
Resumo em inglês
Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) method is a meshless approximation that has been used to simulate several types of fluid flows, through a finite particle set and fully lagrangian formulation. The application of ISPH method in two-fluid flow simulations however, has presented many challenges, specially related to the presence of the interface between different fluids. Thus, we present in this study the development of a numerical code based on ISPH, introducing novel interface treatment techniques. A thorough study about this method is provided, considering different methodologies and analysing specific points such as the position of the interface and the obtained pressure field. Results have been presented to show the methods developed in this thesis efficiently simulate two-fluid flows, illustrating the improvements achieved by the proposed interface treatment techniques. Finally, a study of biphasic mixture behavior is carried out with reference to phase inversion phenomena
 
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Data de Publicação
2014-05-05
 
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