Finite element methods for multuphase flow in microscales
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-10062019-085350/ |
Resumo: | This doctoral research project aims the study of finite element methods discretized in dynamic meshes in order to simulate fluid-solid interaction and multiphase flow phenomena, particularly flows involving phenomena that are most significant in microfluidic and biofluidic applications. The equations that model multiphase flow will be treated in an arbitrary Lagrangian-Eulerian framework, when required, with several types of boundary conditions at the interfaces, depending on the nature of the phases. The numerical challenges found in this application range from the correct representation of the interface between fluids, passing through geometric challenges in the maintainability of the computer mesh, to the challenges posed by microscales. Special attention is given to squimer models, by means of a general formulation of the swimming problem as well as the steps to transform a standard fluid-solid model to a squirming model. |
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Finite element methods for multuphase flow in microscalesMétodos de elementos finitos para escoamentos multifásicos em microescalasCiliated organismsFinite elemet methodFluid-solid interactionInteração fluído-estruturaMétodo de elementos finitosModelo de squirmerOrganismos ciliadosSquirmer modelThis doctoral research project aims the study of finite element methods discretized in dynamic meshes in order to simulate fluid-solid interaction and multiphase flow phenomena, particularly flows involving phenomena that are most significant in microfluidic and biofluidic applications. The equations that model multiphase flow will be treated in an arbitrary Lagrangian-Eulerian framework, when required, with several types of boundary conditions at the interfaces, depending on the nature of the phases. The numerical challenges found in this application range from the correct representation of the interface between fluids, passing through geometric challenges in the maintainability of the computer mesh, to the challenges posed by microscales. Special attention is given to squimer models, by means of a general formulation of the swimming problem as well as the steps to transform a standard fluid-solid model to a squirming model.Este projeto de pesquisa de doutorado visa o estudo de métodos de elementos finitos discretizados em malhas dinâmicas, com o objetivo de simular fenómenos de interação fluídoestrutura e escoamentos multifásicos, em especial escoamentos que envolvem aplicações em microfluídica e biofluídica. As equações que modelam escoamentos multifásicos serão tratadas em um referencial lagrangeano-euleriano arbitrário, quando requerido, com differentes tipos de condições de contorno nas interfaces, dependendo da natureza das fases. Os desafios numéricos impostos por esta aplicação vão desde a correta representação das interfaces, passando por desafios geométricos na manutenibilidade da malha computacional, até os desafios impostos pelas escalas microscópicas. Atenção especial é dada aos modelos de squimer, por meio de uma formulação geral do problema de natação, bem como os passos para transformar um modelo fluido-sólido padrão em um modelo de squirming.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBuscaglia, Gustavo CarlosSousa, Fabrício Simeoni deSanchez, Stevens Paz2019-02-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-10062019-085350/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2019-06-10T16:04:37Zoai:teses.usp.br:tde-10062019-085350Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212019-06-10T16:04:37Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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This doctoral research project aims the study of finite element methods discretized in dynamic meshes in order to simulate fluid-solid interaction and multiphase flow phenomena, particularly flows involving phenomena that are most significant in microfluidic and biofluidic applications. The equations that model multiphase flow will be treated in an arbitrary Lagrangian-Eulerian framework, when required, with several types of boundary conditions at the interfaces, depending on the nature of the phases. The numerical challenges found in this application range from the correct representation of the interface between fluids, passing through geometric challenges in the maintainability of the computer mesh, to the challenges posed by microscales. Special attention is given to squimer models, by means of a general formulation of the swimming problem as well as the steps to transform a standard fluid-solid model to a squirming model. |
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