Modelagem matemática em coordenadas generalizadas e desenvolvimento de simulador computacional para aplicação em processos de moldagem por transferência de resina.

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: COUTINHO, Brauner Gonçalves.
• Orientador(a): Lima, Antonio Gilson Barbosa de.
• Banca de defesa: BEZERRA, Vanja Maria de França., AMICO, Sandro Campos., OLIVEIRA, Laécio Gomes de., AMORIN JUNIOR, Wanderley Ferreira de., FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS
• Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: RTM; Simulação; Coordenadas; Generalizadas; Método dos Volumes-Finitos; Simulation; Boundary Fitted Coordinates; Finite Volume Method
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia de Processos
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/235

O processo RTM é amplamente utilizado para a produção de materiais compósitos de alta qualidade. As simulações computacionais podem desempenhar um importante papel na otimização deste processo, reduzindo custos e tornando-o mais eficiente. Neste trabalho, foi desenvolvida uma modelagem matemática bidimensional transiente para a etapa de preenchimento do molde em processos RTM que prediz o escoamento de duas fases (ar-resina) em meios porosos. O conjunto de equações diferenciais parciais, escritas em coordenadas generalizadas, é discretizado utilizando o método de volumes finitos e resolvido por meio de uma abordagem totalmente implícita via método de Newton com um esquema de passo de tempo variável. Foi desenvolvido um simulador computacional com ferramentas de pré e pós-processamento para ajudar na definição de parâmetros de simulações e na visualização dos resultados obtidos. Para validar a metodologia matemática proposta, resultados numéricos de tempo de preenchimento, posição da frente de fluxo, pressão e vazão de injeção para escoamentos radiais e retilíneos foram comparados com resultados analíticos conhecidos. Como aplicação, o modelo foi usado para descrever o escoamento de óleo vegetal em uma pré-forma de fibra de vidro no interior de uma cavidade retangular e os resultados comparados com dados oriundos de estudos experimentais. Também foram simulados casos envolvendo fronteiras irregulares arbitrárias. O modelo proposto e o simulador mostraram-se consistentes produzindo resultados fisicamente coerentes para as variáveis do processo.