Simulações de escoamentos de fluidos newtonianos usando o método do tubo de trajetórias nas variáveis vorticidade e função de corrente.

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Souza, Fábio Silva de
• 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; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Navier-Stokes equations; Vorticity; Stream function; Path tube method; Equações de Navier-Stokes; Vorticidade; Função de corrente; Método do tubo de trajetórias; CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13634

As equações de Navier-Stokes são amplamente utilizadas em diversas áreas de conhecimento. Contudo, uma de suas variáveis primárias não é determinada de maneira única, o que, por vezes, inviabiliza a análise de fenômenos físicos. Este trabalho objetiva, inicialmente, apresentar uma nova formulação lagrangiana para as equações de Navier-Stokes através da introdução das variáveis vorticidade e função de corrente. Desta maneira, o problema da unicidade é eliminado. Em seguida, abordaremos o escoamento de fluidos incompressíveis no plano e desenvolveremos um método novo para determinar soluções de tais equações. Para isto, descreveremos a trajetória de cada partícula do fluido, o que enseja o nome de Método do Tubo de Trajetórias. Ainda, compararemos nosso método com ferramentas utilizadas anteriormente para resolver o mesmo problema. Além disso, observaremos como as técnicas advindas da computação paralela podem contribuir para a redução do custo computacional. Para finalizar este trabalho, abordaremos as vantagens do novo método e indicaremos perspectivas para pesquisas futuras.