Estudo da dinâmica da formação de gotas empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics e a equação de estado de van der Waals

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silva, Géssica Ramos da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Coalescence; Binary collision; Droplets formation; Péclet number; Reynolds number; Weber number; Oscillation; Impact parameter; Aspect ratio; Smoothed Particle Hydrodynamics; Coalescência; Colisão binária; Número de Péclet; Número de Reynolds; Número de Weber; Oscilação; Parâmetro de impacto; Razão de aspecto; Hidrodinâmica - Métodos de simulação; Goticulas (Fisica); Dinâmica dos fluidos - Modelos matemáticos; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13841

O Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) é um método numérico langrangiano, livre de malhas, que vêm sendo amplamente utilizado nas mais diversas áreas do conhecimento. No método SPH, o estado de um sistema é representado por um conjunto de partículas, que se movem de acordo com as equações de conservação da massa, da quantidade de movimento e da energia. Recentemente, o SPH começou a ser empregado na modelagem da dinâmica do processo de formação de gotas, devido à sua vasta existência na natureza e na produção industrial. No presente trabalho, o método SPH é utilizado na modelagem do problema bidimensional da formação de uma gota líquida, sem atmosfera externa, considerando um fluido de van der Waals. Além disso, estuda-se a influência do número de Reynolds, da razão de aspecto inicial e do número de Péclet no comportamento oscilatório da gota deformada, em condições que simulam experimentos no espaço com gravidade zero. Por último, o fenômeno de coalescência binária, decorrente da colisão frontal e fora-de-centro de duas gotas de mesmo tamanho, é investigado a partir do número de Weber e do parâmetro de impacto, que caracterizam os possíveis resultados decorrentes do impacto das gotas. Tendo em vista as pesquisas mais recentes na área, utiliza-se um kernel hiperbólico no padrão de interpolação, garantindo, assim, a obtenção de gotas de líquido mais uniformes, ou seja, sem a aglomeração de partículas.