Solução numérica de problemas darcianos convectivos mão-lineares através do método dos elementos de contorno
| Ano de defesa: | 2011 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Espírito Santo
BR Mestrado em Engenharia Mecânica Centro Tecnológico UFES Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/4154 |
Resumo: | In this study are presented the mathematical model and numerical solution for problems of convective flow in porous media, i.e. diffusion and advection phenomena dealt with together.The momentum equation is transformed in a Poisson equationdue to Darcian hypothesis, in which the velocity and pressure fields are calculated in order to define the diffusive-advective model. The problem, therefore, results non-linear due to dependence on pressures and velocities in the temperature and flow fields. The Rayleigh number appears as a governing factor of the advective transport participation in the model, and it mathematically comprises a source term or domain action in the Poisson equation. These coupled equations are solved through the Boundary Element Method (BEM) using an iterative procedure, in which the Dual Reciprocity Formulation is used in both equations —Poisson and Advection/Diffusion —in order to deal with the source terms. Numerical experiments in two uncoupled test-problems were implemented so as to test capacity and accuracy of BEM. Later, a more elaborate example was solved, in which several factors such as mesh refinement and Rayleigh number alteration were tested for assessing method sensitivity in this class of nonlinear coupled problems. |
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Solução numérica de problemas darcianos convectivos mão-lineares através do método dos elementos de contornoEscoamento convectivo em meio porosoAnálise numéricaMétodos de elementos de contornoDinâmica dos fluidosEngenharia Mecânica621In this study are presented the mathematical model and numerical solution for problems of convective flow in porous media, i.e. diffusion and advection phenomena dealt with together.The momentum equation is transformed in a Poisson equationdue to Darcian hypothesis, in which the velocity and pressure fields are calculated in order to define the diffusive-advective model. The problem, therefore, results non-linear due to dependence on pressures and velocities in the temperature and flow fields. The Rayleigh number appears as a governing factor of the advective transport participation in the model, and it mathematically comprises a source term or domain action in the Poisson equation. These coupled equations are solved through the Boundary Element Method (BEM) using an iterative procedure, in which the Dual Reciprocity Formulation is used in both equations —Poisson and Advection/Diffusion —in order to deal with the source terms. Numerical experiments in two uncoupled test-problems were implemented so as to test capacity and accuracy of BEM. Later, a more elaborate example was solved, in which several factors such as mesh refinement and Rayleigh number alteration were tested for assessing method sensitivity in this class of nonlinear coupled problems.Neste trabalho é apresentado o equacionamento e a solução numérica de problemas de escoamento convectivo em meios porosos, ou seja, os fenômenos da difusão e da advecção são tratados em conjunto. Além disso, a equação de governo resultante é acoplada a uma equação de Poisson na qual os campos de velocidade e pressão são calculados para definição do modelo difusivo-advectivo. O problema, portanto, resulta não linear devido à dependência das pressões e velocidades do campo de temperaturas e fluxos. O número de Rayleigh aparece como fator governante da participação do transporte advectivo no modelo e matematicamente compõe um termo fonte ou ação de domínio na Equação de Poisson. Tais equações acopladas são resolvidas através do Método dos Elementos de Contorno (MEC) mediante um procedimento iterativo, no qual a formulação com dupla Reciprocidade é utilizada em ambas as equações - Poisson e advecção/Difusão, para tratar os termos fonte. Experiências numéricas em dois problemas teste desacoplados foram implementadas para testar a capacidade e a precisão do MEC. Posteriormente, foi feita a solução de um exemplo mais elaborado, no qual diversos fatores como o refinamento da malha, alteração do número de Rayleigh foram testados de modo a se avaliar a sensibilidade do método nessa classe de problemas acoplados não lineares.Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em Engenharia MecânicaCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaLoeffler Neto, Carlos FriedrichMenandro, Fernando César MeiraCesário, FlávioSantos, Jeovane Castro dos2016-08-29T15:32:54Z2016-07-112016-08-29T15:32:54Z2011-08-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfSANTOS, Jeovane Castro dos. Solução numérica de problemas darcianos convectivos mão-lineares através do método dos elementos de contorno. 2011. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2011.http://repositorio.ufes.br/handle/10/4154porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-07-17T16:55:37Zoai:repositorio.ufes.br:10/4154Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-07-17T16:55:37Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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In this study are presented the mathematical model and numerical solution for problems of convective flow in porous media, i.e. diffusion and advection phenomena dealt with together.The momentum equation is transformed in a Poisson equationdue to Darcian hypothesis, in which the velocity and pressure fields are calculated in order to define the diffusive-advective model. The problem, therefore, results non-linear due to dependence on pressures and velocities in the temperature and flow fields. The Rayleigh number appears as a governing factor of the advective transport participation in the model, and it mathematically comprises a source term or domain action in the Poisson equation. These coupled equations are solved through the Boundary Element Method (BEM) using an iterative procedure, in which the Dual Reciprocity Formulation is used in both equations —Poisson and Advection/Diffusion —in order to deal with the source terms. Numerical experiments in two uncoupled test-problems were implemented so as to test capacity and accuracy of BEM. Later, a more elaborate example was solved, in which several factors such as mesh refinement and Rayleigh number alteration were tested for assessing method sensitivity in this class of nonlinear coupled problems. |
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