Simulando escoamentos em um micromisturador: um estudo numérico no contexto da separação de operadores via o método do tubo de trajetórias

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Ferreira, Gilza Santos Simão
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Trajectory tube; Micromixers; Convection-diffusion equations in polar coordinates; Operator separation technique; Mecânica dos meios contínuos; Métodos de simulação; Misturas; Modelos matemáticos; Soluções numéricas; Tubo de trajetórias; Micromisturadores; Coordenadas polares; Técnica de separação de operadores; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16801

Nos últimos anos com os avanços na tecnologia microfluídica e Lab-On-a-Chip, levaram a um aumento do interesse pela mistura laminar de fluidos. Em diversas áreas do conhecimento, encontram-se situações em que pequenos volumes de produtos precisam ser simulados, dentre os quais se podem citar as análises físicas, químicas, biológicas e médicas. Neste contexto faz-se necessário um maior contato entre a amostra e o reagente utilizado para que se consiga uma homogeneidade da mistura. Frente a este cenário surge a aplicação de micromisturadores, os quais permitem uma mistura rápida e eficiente numa variedade de tarefas, que incluem desde misturas até trocas térmicas. O objetivo deste trabalho é aplicar a técnica de separação de operadores para resolver a equação de convecção difusão que modela um micromisturador anelar. A abordagem baseia-se na separação dos dois termos que compõem esta equação. O termo convectivo da equação será resolvido usando o método do Tubo de Trajetórias e para resolver o termo difusivo emprega-se o método do Gradiente Bi-Conjugado Estabilizado (BiCGStab). E, consequentemente, encontrar-se o melhor tempo de mistura para diferentes espessuras do canal e determina a espessura do canal que proporciona o melhor processo de mistura.