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Análise numérica de escoamentos viscoelásticos com singularidades

Palhares Junior, Irineu Lopes

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação 2019-02-15

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Análise numérica de escoamentos viscoelásticos com singularidades
  • Autor: Palhares Junior, Irineu Lopes
  • Orientador: Cuminato, José Alberto; Oishi, Cássio Machiaveli
  • Assuntos: Escoamento Viscoleástico; Estudo Assintótico; Estudo Numérico; Formulação Natural Do Tensor; Problema Stick-Slip; Asymptotic Study; Stick-Slip Problem; Numerical Study; Natural Stress Formulation; Viscoelastic Flow
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: Neste trabalho apresentamos um estudo assintótico e numérico de escoamentos viscoelásticos com singularidades de tensão. Estas singularidades surgem como consequência de uma mudança abrupta nas condições de contorno, como no caso do stick-slip, ou devido a presença de quinas na geometria do problema, como no escoamento da contração. Para o problema stick-slip definimos o comportamento assintótico do fluido Oldroyd-B sobre um campo de velocidade Newtoniano. Esta análise foi feita com o método assintótico das expansões, que pode ser estendida para outros tipos de fluidos. O estudo assintótico do stick-slip com o modelo Oldroyd-B revelou que as equações deste modelo não estão bem definidas para este problema, pois este fluido estende o valor singular ao longo de toda a superfície livre, gerando resultados sem sentido físico. Além disso, os resultados assintóticos dos problemas stick-slip e da contração 4:1 foram verificados numericamente através da integração das equações constitutivas ao longo de linhas de corrente. Vale destacar que, além da tradicional formulação Cartesiana do tensor (CSF), também utilizamos a formulação natural do tensor (NSF), que tem a vantagem de capturar de modo mais acurado os resultados próximos às singularidades. Além do mais, desenvolvemos um método numérico para resolver as equações de Navier-Stokes combinadas com as equações constitutivas das formulações CSF e NSF para os modelos PTT e Giesekus nos dois problemas estudados. Vale ressaltar que, não há na literatura resultados numéricos, para o caso transiente, com a formulação NSF para os modelos PTT e Giesekus. Por fim, verificamos numericamente o comportamento assintótico das tensões próximo as singularidades, bem como a configuração das camadas limites para os problemas mencionados.
  • DOI: 10.11606/T.55.2019.tde-29042019-164019
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação
  • Data de criação/publicação: 2019-02-15
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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