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TRABALHOS DE FIM DE CURSO @PUC-Rio
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Estatística
Título: AVALIAÇÃO DE MÉTODOS DE CAPTURA DE INTERFACE PARA A PREDIÇÃO NUMÉRICA DA ASCENSÃO DE BOLHAS DE GÁS EM MEIOS VISCOSOS
Autor(es): RODRIGO LUIS FORMOSINHO CASTELLO BRANCO
Colaborador(es): ANGELA OURIVIO NIECKELE - Orientador
BRUNO DE BARROS MENDES KASSAR - Orientador
Catalogação: 19/DEZ/2019 Língua(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TRABALHO DE FIM DE CURSO
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Referência(s): [pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=46450@1
[en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=46450@2
DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46450
Resumo:
Com o passar dos anos, o método Volume of Fluid original passou por diversas modificações de forma a melhorar suas capacidades de prever o comportamento de escoamentos multifásicos. O presente trabalho propõe o acoplamento de um método de cálculo de curvaturas baseado em nuvens de pontos (PC-VOF) com um método de advecção geométrico baseado no conceito de iso-superfícies (isoAdvector). Um método variante do isoAdvector, que resolve uma Reconstructed Distance Fucntion (isoRDF) também foi contemplado no presente trabalho, e um acoplamento do mesmo com o PC-VOF foi realizado. Os métodos foram implementados em OpenFOAM e seus desempenhos foram avaliados com casos de benchmark. Simulações de configurações com soluções analíticas foram realizadas como testes de validação. Subsequentemente, dois casos de benchmark 2D que envolvem a ascensão de bolhas de gás em meios viscosos foram testados. Um dos casos constitui um escoamento dominado por tensões superficiais e o outro é dominado por forças inerciais. Malhas de quadriláteros e triângulos foram utilizadas, e testes de convergência de malha foram realizados. Os métodos foram testados e comparados através do acompanhamento da variação temporal de diversas grandezas do escoamento. Os casos de benchmark destacaram a importância da precisão no cálculo de curvatura nos escoamentos dominados por tensões superficiais, uma vez que o PC-VOF original e os métodos acoplados obtiveram as soluções mais precisas para esta configuração. Os casos também demonstraram a importância de um método de advecção preciso, particularmente na configuração dominada por forças inerciais, em que o isoAdvector e isoRDF obtiveram boas soluções. Para a maioria dos casos contemplados, os métodos acoplados apresentaram as soluções mais precisas, e são recomendados como uma alternativa estável e precisa para os métodos que os compõem.
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