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Análise e implementação de métodos implícitos e de projeção para escoamentos com superfície livre.

Oishi, Cássio Machiaveli

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação 2008-08-05

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Análise e implementação de métodos implícitos e de projeção para escoamentos com superfície livre.
  • Autor: Oishi, Cássio Machiaveli
  • Orientador: Cuminato, José Alberto; Ferreira, Valdemir Garcia
  • Assuntos: Análise De Estabilidade; Metodos De Projeção; Técnicas Implícitas; Escoamentos Com Superfície Livre; Diferenças-Finitas; Condições De Contorno; Finite Difference; Implicit Techniques; Boundary Conditions; Projection Methods; Stability Analysis; Free Surface Flows
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: No contexto do método MAC e baseado em esquemas de diferenças finitas, este trabalho apresenta três estudos: i) uma análise de estabilidade, ii) o desenvolvimento de técnicas implícitas e, iii) a construção de métodos de projeção para escoamentos com superfície livre. Na análise de estabilidade, o principal resultado mostra que o método de Crank-Nicolson torna-se condicionalmente estável quando aplicado para uma malha deslocada com a discretiza ção explícita das condições de contorno do tipo Dirichlet. Entretanto, o mesmo método com condições de contorno implícitas é incondicionalmente estável. Para obter métodos mais estáveis, formulações implícitas são desenvolvidas para a equação da pressão na superfície livre, derivada da condição de tensão normal. Esta estratégia resulta no acoplamento dos campos de velocidade e pressão, o que exige a introdução de novos métodos de projeção. Os métodos de projeção assim desenvolvidos resultam em novas metodologias para escoamentos com superfície livre que são apropriados para o tratamento de problemas com baixo número de Reynolds. Além disso, mostra-se que os métodos propostos podem ser aplicados para fluidos viscoelásticos. Novas estratégias são derivadas para obter métodos de projeção de segunda ordem de precisão para escoamentos com superfícies livres. Além dos resultados teóricos sobre a estabilidade de esquemas numéricos, técnicas implícitas e métodos de projeção, testes computacionais são realizados e comparados para consolidação da teoria apresentada. Os resultados numéricos são obtidos no sistema FREEFLOW. A eficiência e robustez das técnicas desenvolvidas neste trabalho são demonstradas na solução de problemas tridimensionais complexos com superfície livre e baixo número de Reynolds, incluindo os problemas do jato oscilante e do inchamento do extrudado
  • DOI: 10.11606/T.55.2008.tde-06112008-152601
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação
  • Data de criação/publicação: 2008-08-05
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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