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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.2018.tde-23102018-160615
Documento
Autor
Nome completo
Arianne Alves da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Souza, Leandro Franco de (Presidente)
Gómez, Luben Cabezas
Rodrigues, Savio Brochini
Tomé, Murilo Francisco
Título em português
Simulação numérica da estabilidade de escoamentos de um fluido Giesekus
Palavras-chave em português
Estabilidade de escoamentos
Fluidos viscoelásticos
Modelo Giesekus
Simulação numérica
Transição laminar-turbulenta
Resumo em português
Diversas aplicações industriais utilizam escoamentos de fluidos viscoelásticos, e em muitos casos é necessário saber se os escoamentos propagam-se no estado laminar ou no turbulento. Embora a hidrodinâmica de fluidos viscoelásticos seja fortemente afetada pelo balanço entre forças inerciais e elásticas no escoamento, o efeito da elasticidade sobre a estabilidade de escoamentos inerciais não foi completamente estabelecido. Neste trabalho, estuda-se o que ocorre durante a transição laminar-turbulenta, investigando a convecção de ondas de Tollmien-Schlichting para o escoamento incompressível, para um fluido viscoelástico, entre placas paralelas, utilizando a equação constitutiva Giesekus. Para isto, adotou-se a simulação numérica direta para verificar a estabilidade dos escoamentos à perturbações não estacionárias deste fluido. Experimentos computacionais para verificação do código foram realizados. Com os resultados numéricos obtidos, foi possível verificar e analizar a estabilidade de escoamentos utilizando-se o modelo não newtoniano Giesekus.
Título em inglês
Numerical Simulation of the Flow Stability of a Giesekus Fluid
Palavras-chave em inglês
Flow stability
Giesekus model
Laminar-turbulent transition
Numerical Simulation
Viscoelastic fluids
Resumo em inglês
Several industrial applications use viscoelastic fluid flows, and it is necessary to know if the flows propagate in the laminar or turbulent state. Although the hydrodynamics of viscoelastic fluids is strongly affected by the balance between inertial and elastic forces in the flow, the effect of elasticity on the stability of inertial flows has not been completely established. In this work we study what happens during the laminar-turbulent transition, investigating the convection of Tollmien-Schlichting waves for the incompressible flow, for a viscoelastic fluid, between parallel plates, using the constitutive equation Giesekus. For this, the direct numerical simulation was used to verify the stability of the flows to the non-stationary perturbations of this fluid. Computational experiments to verify the code were performed. With the numerical results obtained, it was possible to verify and analyze the stability of flows modelled by Giesekus non-newtonian model.
 
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Data de Publicação
2018-10-23
 
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