Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Alysson Alexander Naves
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22062010-145307/
Resumo: Um método lagrangeano-euleriano arbitrário para a resolução de escoamentos dominados por tensão superficial é apresentado neste trabalho. Tais escoamentos são importantes em muitas aplicações, especialmente em canais capilares que frequentemente aparecem em escoamentos em microescala. A resolução deste tipo de escoamento apresenta vários desafios que são abordados neste trabalho. O escoamento é resolvido somente para a fase líquida, com condições de contorno apropriadas para a superfície livre que delimita o líquido e o gás, que é representada por arestas e vértices da malha computacional. Esta se move e se deforma, sendo que sua qualidade é mantida sob controle para não degradar a solução numérica. As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método de elementos finitos em um referencial arbitrário. O método de incorporação dos efeitos de tensão superficial e linha de contato é explicado em detalhes. Validações comprovam a precisão do método proposto, com comparações através de soluções pseudo-analíticas para casos simples. Finalmente alguns resultados sobre escoamentos em capilares são apresentados
id USP_f0002b73ec3ef2b282a6c60f6b6933a4
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-22062010-145307
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicasAn arbitrary lagrangian-eulerian method for surface-tension dominated flows with contact linesALEALEÂngulo de contatoArbitrary lagrangian-eulerianContact angleContact pointDynamic contact pointDynamic meshElementos finitosFinite elementLagrangeana-euleriana arbitráriaMalha dinâmicaPonto de contatoPonto de contato dinâmicoUm método lagrangeano-euleriano arbitrário para a resolução de escoamentos dominados por tensão superficial é apresentado neste trabalho. Tais escoamentos são importantes em muitas aplicações, especialmente em canais capilares que frequentemente aparecem em escoamentos em microescala. A resolução deste tipo de escoamento apresenta vários desafios que são abordados neste trabalho. O escoamento é resolvido somente para a fase líquida, com condições de contorno apropriadas para a superfície livre que delimita o líquido e o gás, que é representada por arestas e vértices da malha computacional. Esta se move e se deforma, sendo que sua qualidade é mantida sob controle para não degradar a solução numérica. As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método de elementos finitos em um referencial arbitrário. O método de incorporação dos efeitos de tensão superficial e linha de contato é explicado em detalhes. Validações comprovam a precisão do método proposto, com comparações através de soluções pseudo-analíticas para casos simples. Finalmente alguns resultados sobre escoamentos em capilares são apresentadosAn arbitrary lagrangian-eulerian finite element method to solve surface tension dominated flows is presented. Such flows are important in many applications, particularly in capillary channels, that appear in microscale flows. The resolution of such flows presents several challenges that are addressed in this work. The flow is solved only in the liquid phase, and proper boundary conditions are applied on the free-surface, bounding the liquid and gas, which is explicitly represented by vertices and edges of the computational mesh. The mesh is moved and deformed, but its quality is kept under control in order to control errors in the numerical solution. The Navier-Stokes equations are discretized by standard Galerkin finite element method in an arbitrary reference. Details of the computation of surface tension and contact line effects are presented. The methodology is validated for a number of simple test cases against known pseudo-analytical solutions, and numerical results are presented, showing the robustness and accuracy of the methodology. Finally, some results about surface-tension-driven flows in capillaries are presentedBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSousa, Fabrício Simeoni deSilva, Alysson Alexander Naves2010-04-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22062010-145307/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/openAccesspor2016-07-28T16:10:07Zoai:teses.usp.br:tde-22062010-145307Biblioteca 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:27212016-07-28T16:10:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
An arbitrary lagrangian-eulerian method for surface-tension dominated flows with contact lines
title Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
spellingShingle Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
Silva, Alysson Alexander Naves
ALE
ALE
Ângulo de contato
Arbitrary lagrangian-eulerian
Contact angle
Contact point
Dynamic contact point
Dynamic mesh
Elementos finitos
Finite element
Lagrangeana-euleriana arbitrária
Malha dinâmica
Ponto de contato
Ponto de contato dinâmico
title_short Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
title_full Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
title_fullStr Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
title_full_unstemmed Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
title_sort Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas
author Silva, Alysson Alexander Naves
author_facet Silva, Alysson Alexander Naves
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Sousa, Fabrício Simeoni de
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Alysson Alexander Naves
dc.subject.por.fl_str_mv ALE
ALE
Ângulo de contato
Arbitrary lagrangian-eulerian
Contact angle
Contact point
Dynamic contact point
Dynamic mesh
Elementos finitos
Finite element
Lagrangeana-euleriana arbitrária
Malha dinâmica
Ponto de contato
Ponto de contato dinâmico
topic ALE
ALE
Ângulo de contato
Arbitrary lagrangian-eulerian
Contact angle
Contact point
Dynamic contact point
Dynamic mesh
Elementos finitos
Finite element
Lagrangeana-euleriana arbitrária
Malha dinâmica
Ponto de contato
Ponto de contato dinâmico
description Um método lagrangeano-euleriano arbitrário para a resolução de escoamentos dominados por tensão superficial é apresentado neste trabalho. Tais escoamentos são importantes em muitas aplicações, especialmente em canais capilares que frequentemente aparecem em escoamentos em microescala. A resolução deste tipo de escoamento apresenta vários desafios que são abordados neste trabalho. O escoamento é resolvido somente para a fase líquida, com condições de contorno apropriadas para a superfície livre que delimita o líquido e o gás, que é representada por arestas e vértices da malha computacional. Esta se move e se deforma, sendo que sua qualidade é mantida sob controle para não degradar a solução numérica. As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método de elementos finitos em um referencial arbitrário. O método de incorporação dos efeitos de tensão superficial e linha de contato é explicado em detalhes. Validações comprovam a precisão do método proposto, com comparações através de soluções pseudo-analíticas para casos simples. Finalmente alguns resultados sobre escoamentos em capilares são apresentados
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010-04-26
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22062010-145307/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22062010-145307/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809090986619437056

Registros relacionados