Modelagem matemática e computacional de conversão Lagrange-Euler na simulação de escoamentos bifásicos
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39762 |
Resumo: | Computational fluid dynamics (CFD) simulations are increasingly applied to industrial and design problems, including wings, internal flows, pipelines, cooling systems, chemical cyclones, meteorology, and various other areas. This study focuses on the petroleum industry and corrosion processes in pipelines. The aim is to enhance the simulation by incorporating a methodology for discrete particle transformation using the Lagrangian discrete particle method (DPM) into the Eulerian volume of fluid (VOF) framework of the flow of interest. Specifically, the study involves interaction with the immersed boundary (IB) of a simple elbow pipe and two-phase flows of air and water. The goal is to simplify the particle flow from the discrete phase and eventually convert it to the continuous phase, thereby increasing the simulation speed at the expense of a minor loss in accuracy when the particle is far from the VOF flow and IB present in the domain. When it approaches these boundaries, it is then converted into the VOF continuous flow. The project was successfully implemented in the commercial code MFSim, and the results, predominantly qualitative, are presented in this text. |
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Modelagem matemática e computacional de conversão Lagrange-Euler na simulação de escoamentos bifásicosMathematical and computational modeling of Lagrange-Euler conversion in the simulation of two-phase flowsEscoamentos bifásicosConversãoLagrange-EulerFronteira imersaMétodo de partícula discretaTwo-phase flowLagrange-EulerConversionImersed boundaryDiscrete particle method DPMCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSComputational fluid dynamics (CFD) simulations are increasingly applied to industrial and design problems, including wings, internal flows, pipelines, cooling systems, chemical cyclones, meteorology, and various other areas. This study focuses on the petroleum industry and corrosion processes in pipelines. The aim is to enhance the simulation by incorporating a methodology for discrete particle transformation using the Lagrangian discrete particle method (DPM) into the Eulerian volume of fluid (VOF) framework of the flow of interest. Specifically, the study involves interaction with the immersed boundary (IB) of a simple elbow pipe and two-phase flows of air and water. The goal is to simplify the particle flow from the discrete phase and eventually convert it to the continuous phase, thereby increasing the simulation speed at the expense of a minor loss in accuracy when the particle is far from the VOF flow and IB present in the domain. When it approaches these boundaries, it is then converted into the VOF continuous flow. The project was successfully implemented in the commercial code MFSim, and the results, predominantly qualitative, are presented in this text.Petrobrás - Petróleo Brasileiro S.ATrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Simulações computacionais de fluidos através do método de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), estão cada vez mais implementadas em problemas industriais e de design: Asas, escoamentos internos, tubulações, refrigeração, ciclones químicos, meteorologia e várias outras áreas. O presente trabalho aborda a industria petrolífera e processos de corrosão em tubulações, com o intuito de adicionar à simulação uma metodologia de transformação de partículas discretas através do método de partículas discretas (DPM) lagrangianas para o referencial euleriano de volume de fluido (VOF) do escoamento de interesse, tendo em vista, no presente trabalho, uma interação com fronteira imersa (IB) de uma tubulação em cotovelo simples e escoamentos bifásico de ar e água. Com o objetivo de simplificação do escoamento de partículas da fase discreta e sua eventual conversão para a fase contínua, aumentando então a velocidade da simulação em troco de uma perda pequena em sua acurácia enquanto tal partícula se encontra distante do escoamento da VOF e das IB presentes no domínio, quando próximo, retorna-se à ser resolvido como um escoamento contínuo. O projeto teve sua implementação no código comercial MFSim com sucesso, e resultados, em maior parte qualitativos, são expostos no presente texto.Universidade Federal de UberlândiaBrasilEngenharia AeronáuticaVedovotto, João Marcelohttp://lattes.cnpq.br/5630598971511798Villar, Millena Martins Valehttp://lattes.cnpq.br/6701505930383192Cavallini Jr, Aldemir Aparecidohttp://lattes.cnpq.br/0387727577180664Rezende, Estevan Bonadio Augusto2023-12-07T13:47:48Z2023-12-07T13:47:48Z2023-12-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfREZENDE, Estevan Bonadio Augusto. Modelagem matemática e computacional de conversão Lagrange-Euler na simulação de escoamentos bifásicos. 2023. 88 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39762porhttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-12-08T06:39:32Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/39762Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-12-08T06:39:32Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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