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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.55.2007.tde-28082007-094730
Documento
Autor
Nombre completo
Renato Aparecido Pimentel da Silva
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2007
Director
Tribunal
Tomé, Murilo Francisco (Presidente)
Ferreira, Valdemir Garcia
Thompson, Roney Leon
Título en portugués
Solução numérica do modelo de Maxwell para escoamentos tridimensionais com superfícies livres
Palabras clave en portugués
Diferenças finitas
Escoamentos viscoelásticos
Marker-and-cell
Modelo de Maxwell
Superfícies livres
Resumen en portugués
Este trabalho apresenta um método numérico para simular escoamentos viscoelásticos tridimensionais com superfícies livres governados pela equação constitutiva de Maxwell. O método numérico é uma extensão da técnica newtoniana GENSMAC3D para escoamentos viscoelásticos. As equações governantes para escoamentos incompressíveis cartesianos isotérmicos são apresentadas em detalhes. O tratamento do tensor não-newtoniano em contornos rígidos tridimensionais é apresentado em detalhes, bem como o cálculo da condição de contorno na superfície livre. As equações governantes são resolvidas pelo método de diferenças finitas numa malha deslocada tridimensional. O fluido é modelado pela técnica das partículas marcadoras e tratado como uma superfície linear por partes. O método numérico desenvolvido foi implementado no sistema Freeflow3D, e resultados numéricos obtidos na simulação de escoamentos tridimensionais governados pela equação constitutiva de Maxwell são apresentados. Adicionalmente, apresentamos uma validação mostrando a convergência do método desenvolvido nesse trabalho
Título en inglés
Numerical solution of Maxwell model for 3-dimensional free surface flows
Palabras clave en inglés
Finite differences
Free surfaces
Marker-and-cell
Maxwell model
Viscoelastic flows
Resumen en inglés
This work presents a numerical method for solving three-dimensional viscoelastic flows with free surfaces governed by the Maxwell constitutive equation. The numerical method is an extension of the Newtonian technique GENSMAC3D to viscoelastic flows. The governing equations for Cartesian incompressible isothermic flows are presented in details. The treatment of the non-Newtonian tensor on three-dimensional rigid boundaries is given in details as well as the calculation of the boundary conditions on the free surface. The governing equations are solved by a finite difference method using a three-dimensional staggered grid. The fluid is described by marker particles and is represented by a piecewise linear surface. The numerical method developed in this work was implemented into the Freeflow3D system, and numerical results obtained from the simulation of complex three-dimensional flows are presented. Additionally, we present validation results and demonstrate the convergence of the method by performing mesh refinement
 
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Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
3455480revisada.pdf (767.12 Kbytes)
Fecha de Publicación
2007-09-14
 
ADVERTENCIA: El material descrito abajo se refiere a los trabajos derivados de esta tesis o disertación. El contenido de estos documentos es responsabilidad del autor de la tesis o disertación.
  • TOMÉ, M. F., et al. Numerical Solution of the Upper-Convected Maxwell Model for Three-Dimensional Free Surface Flows [doi:10.4208/cicp.2009.v6.p367]. Communications in Computational Physics [online], 2009, vol. 6, n. 2, p. 367-395.
  • SILVA, R. A. P., e TOMÉ, M. F.. A numerical technique for simulating 3D free surface flows of an upper-convected Maxwell fluid. In Métodos Numéricos e Computacionais em Engenharia [online], 28, Porto, Portugal, 2007. Porto : APMTAC/FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2007. p. 273. [acesso 2012-01-29]. Disponível em : <http://www.inegi.up.pt/publicacoes/livros/pdf/indice_cmne_07.pdf>
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