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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-18032021-095114
Documento
Autor
Nome completo
Ana Francisca de Paiva Affonso Moreno
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Martins, Flavius Portella Ribas (Presidente)
Carrion, Ronaldo
Delijaicov, Sergio
Título em português
Modelagem e simulação de escoamento granular em silos de armazenamento de granalhas de máquinas de shot peening.
Palavras-chave em português
Dinâmica molecular
Escoamento granular
Escoamento multifásico
Simulação
Resumo em português
Neste trabalho foi utilizada a abordagem da dinâmica molecular para se estudar o fluxo de granalhas que ocorre no interior do reservatório de uma máquina de shot peening com sucção por indução. Com o auxílio do software LAMMPS, foram feitas oito simulações, variando o diâmetro das granalhas, o diâmetro da seção de saída do reservatório e o ângulo de inclinação das paredes da sua seção cônica. As forças entre as partículas foram modeladas de acordo com a teoria de Hertz-Mindlin e Coulomb. Utilizando-se o ensemble microcanônico granular, foram calculadas as coordenadas das partículas, que aliadas a considerações sobre as condições de contorno estabelecidas, eram utilizadas para estimar o fluxo de saída para cada conjunto de parâmetros. O cálculo foi realizado por um algoritmo implementado em Matlab, e seus resultados foram confrontados com aqueles obtidos através da aplicação da correlação de Beverloo. Para se estimar os efeitos da inclinação das paredes, dois coeficientes foram avaliados, o de Rose e Tanaka e o de Brown e Richards. Enquanto o erro máximo obtido através da aplicação do coeficiente de Rose e Tanaka foi igual a 13,07%, frente a 8,17% encontrados através da aplicação do coeficiente de Brown e Richards, os erros médios de ambas foram equivalentes (6,75% e 6,68%, respectivamente).
Título em inglês
Modeling and simulation of the granular flow of shots inside the reservoir of a shot peening machine.
Palavras-chave em inglês
Granular flow
Molecular dynamics
Multiphase flow
Simulation
Resumo em inglês
In this work the molecular dynamics approach was used to study the flow of particles occuring inside the reservoir of a shot peening machine with suction by induction. With the aid of LAMMPS software, eight simulations were performed, varying the diameter of the shot, the diameter of the reservoir outlet section and the angle of inclination of the walls of its conical section. The forces between particles were modeled according to the theory of Hertz-Mindlin and Coulomb. Using the granular microcanonic ensemble, the particle coordinates were calculated, that combined with considerations about the boundary conditions established, were used to estimate the outflow for each set of parameters. The calculation was performed by an algorithm implemented in Matlab, and its results were compared with those obtained by applying the Beverloo correlation. To estimate the effects of wall angle, two coefficients were evaluated, Rose and Tanaka, and Brown and Richards. While the maximum error encoutered with the application of the Rose and Tanaka coefficient was 13.07%, compared to 8.17% found by applying the Brown and Richards coefficient, the average errors of both approaches were equivalent (6.75 % and 6.68%, respectively).
 
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Data de Publicação
2021-03-18
 
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