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Título: ESTUDO NUMÉRICO DAS ESTRUTURAS DO ESCOAMENTO DURANTE O PROCESSO DE PERFURAÇÃO POR DESCAMAÇÃO TÉRMICA (THERMAL SPALLATION DRILLING)
Autor: FERNANDA SALGADO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA - ORIENTADOR
Nº do Conteudo: 6761
Catalogação:  05/08/2005 Idioma(s):  PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo:  TEXTO Subtipo:  TRABALHO DE FIM DE CURSO
Natureza:  PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=6761@1
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.6761

Resumo:
Thermal spallation drilling é uma técnica de escavação criada para perfurar rochas duras e profundas. Nesta técnica, um escoamento de gases supersônicos a alta pressão e temperatura impacta e perfura blocos rochosos. A alta taxa de transferência de calor é responsável pela dilatação da superfície da rocha exposta que permite a abertura e subsequente coalescencia das falhas naturais que existem no material. A interação entre o jato e a rocha envolve um escoamento compressível e turbulento onde estão presentes camadas de cisalhamento e limites, bem como grandes vórtices responsáveis pelo transporte de energia. Este trabalho investiga o escoamento quando um jato supersônico denso interage com cavidades de forma pré-determinada. Diferentes geometrias de cavidade prescritas são estudadas para cada parâmetro de escoamento que é variado. Em particular, estudada a influência, na superfície da rocha, da razão de pressão entre o jato e o interior da cavidade e a distância entre a saída do jato e a superfície da rocha. Para isso, foi realizado um estudo numérico do escoamento na cavidade através de simulações feitas usando um código numérico que resolve as equações governantes de massa, momento e energia para configurações axisimétricas bidimensionais para uma mistura de gases perfeitos compressíveis. Estas equações são discretizadas por uma técnica de volume finitos em malhas de não estruturadas. Neste trabalho são descritas modificações implementadas no código computacional, destinadas a permitir a previsão do processo de descamação térmica de rochas. Estas modificações consistiram na introdução de um esquema de malha híbrida, de um modelo para descrição da turbulência e de uma técnica de movimentação da malha computacional.

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