Estudo do escoamento de fluidos de lei de potência e de Bingham em canal parcialmente poroso utilizando o método Lattice Boltzmann

• Autor(a) principal: Meira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2715
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA; Dinâmica dos fluidos; Escoamento; Materiais porosos - Dinâmica dos fluidos; Fluidodinâmica computacional; Engenharia térmica; Fluidos newtonianos; Engenharia mecânica; Fluid dynamics; Runoff; Porous materials - Fluid dynamics; Computational fluid dynamics; Heat engineering; Newtonian fluids; Mechanical engineering; Engenharia Mecânica

Neste trabalho, propõe-se o estudo numérico do escoamento de fluidos de lei de potência e Bingham junto à interface entre uma região livre e outra porosa (interface fluido-porosa) utilizando o método lattice Boltzmann. Para tanto, considera-se o escoamento entre placas planas e paralelas entre as quais se faz presente um meio poroso abordado de forma heterogênea (resolução espacial da ordem de grandeza dos poros), representado através de obstáculos sólidos quadrados uniformemente distribuídos na parte inferior do canal. As análises realizadas mostram o efeito dos diversos parâmetros adimensionais que descrevem o problema sobre o fator de atrito na região livre do canal. De um modo geral, constata-se que a discrepância entre os fatores de atrito na região livre do canal e para o escoamento entre placas planas e paralelas cresce com o aumento da porosidade e do número de Bingham e com as reduções do número de obstáculos que compõem o meio poroso, número de Reynolds e índice de lei de potência. Ademais, propõe-se a adaptação do modelo analítico para a representação da interface fluido- porosa para escoamento de fluido newtoniano proposto por Ochoa-Tapia e Whitaker (1995b) ao escoamento de fluido de lei de potência, verificando-se a possibilidade de incorporar o comportamento não newtoniano do fluido ao parâmetro empírico do modelo.