Simulação numérica do escoamento de fluidos com efeito de gravidade utilizando métodos consistentes tipo MPFA

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: SILVA, Jose Thiago Gomes da
• Orientador(a): CONTRERAS, Fernando Raul Licapa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil e Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Escoamento bifásico; MPFA; Reservatórios heterogêneos e anisotrópicos; Influência do efeito gravitacional
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/64606

Oescoamento de fluidos em meios porosos heterogêneos e anisotrópicos é essencial em vários campos da engenharia, sobretudo na análise do transporte de poluentes em aquíferos e do fluxo multifásico em reservatórios de petróleo. Isso acontece, principalmente, devido às propriedades físicas e geológicas complexas que tornam inviáveis a obtenção de soluções analíticas e exige o uso de metodologias numéricas robustas e flexíveis. Neste trabalho, propomos um Método de Volumes Finitos com Aproximação por Múltiplos Pontos (MPFA − Multi-Point Flux Approxi mation), para a discretização da equação de pressão sobre influência do efeito da gravidade. Em comparação commétodosclássicos, estes métodos se destacam por sua capacidade de lidar com tensores de permeabilidade arbitrários, mantendo a consistência física do fluxo nas interfaces dos volumes de controle. Um diferencial desta pesquisa é a formulação consistente do termo gravitacional na lei de Darcy, uma vez que a abordagem desse termo é frequentemente negli genciada ou tratada de forma inconsistente por diversos simuladores comerciais. Para a equação de saturação, utilizamos o método Upwind de primeira ordem para resolver o termo advectivo, que garante estabilidade numérica na discretização sob os efeitos gravitacionais, e o método de Euler explícito para tratar o problema transiente, onde foram resolvidos através da metodo logia IMPES (Implicit Pressure Explicit Saturation). A formulação proposta foi avaliada em diferentes cenários e seus resultados obtidos demonstram a eficácia dos métodos na simulação de escoamentos complexos, captando os efeitos gravitacionais e preservando as propriedades físicas do sistema, se mostrando propícios para outras aplicações no estudo do escoamento em meios porosos.