Efeito da inércia na modelagem mecânica e na investigação numérica em escoamentos elasto-viscoplásticos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Furtado, Giovanni Minervino
• Orientador(a): Frey, Sérgio Luiz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Escoamento de fluidos; Comportamento mecânico; Mecânica dos fluidos; Elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Viscoplastic fluid; Elasto-viscoplastic model; Lid-driven cavity; Three-field Galerkin least-squares-like formulation; Inertial effects
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/221134

Este trabalho utiliza um modelo proposto [Souza Mendes, et al. 2011] para materiais elastoviscoplásticos a fim de analisar escoamentos inerciais dentro de uma cavidade dirigida na parte superior. O modelo mecânico empregado é constituído pelas equações de conservação de massa e pelo princípio da quantidade de movimento linear acoplado à equação constitutiva. A equação constitutiva é uma versão modificada do modelo viscoelástico Oldroyd-B em que os termos de viscosidade, tempo de relaxação e de retardação dependem do nível de estrutura do material. A solução é obtida numericamente usando uma aproximação numérica através da formulação três-campos de Galerkin mínimos quadrados, proposta por Behr [et al. 1993], em termos do tensor de tensão extra, do campo pressão e do vetor velocidade. O desempenho da equação constitutiva, os efeitos combinados de inércia, elasticidade e viscoplasticidade são analisados. Os resultados se concentram na determinação das regiões aparentemente escoadas, aparentemente não escoadas e a posição do vórtice para uma grande variedade de número de Reynolds (variação da inércia), dos efeitos elásticos e do efeito da cinemática ( U* ), revelando efeitos marcantes desses parâmetros no campo de escoamento e os resultados indicam que o padrão do escoamento é fortemente influenciado por esses parâmetros. Os resultados numéricos evidenciaram uma influência significativa da elasticidade, tensão de escoamento e da inércia no tamanho e na localização das regiões aparentemente não escoadas, sendo que a elasticidade causa assimetria das regiões do escoamento, a tensão de escoamento altera o tamanho dessas regiões e a inércia carrega suas posições.