Soluções numéricas de escoamentos viscoelásticos complexos com viscosidade dependendo da pressão - Souza, Maria Carolina Barbosa de [UNESP] (2020)
A presente dissertação de Mestrado se insere na área de simulação numérica de escoamentos complexos de fluidos viscoelásticos. Este trabalho considera uma modelagem bidimensional para escoamentos isotérmicos de fluidos viscoelásticos em que a viscosidade varia de acordo com a pressão a fim de realizar estudos numéricos para o problema do canal e da cavidade. O modelo viscoelástico modificado, pela modelagem da viscosidade em função da pressão, é o modelo FENE-CR (Finite Extendable Non-linear Elastic – Chilcott and Rallison). Uma modelagem exponencial da viscosidade com relação a pressão é adotada, conforme proposta na literatura existente. O método numérico utilizado é baseado no método da projeção para desacoplar velocidade e pressão nas equações de Navier-Stokes e, posteriormente calcula-se o tensor conformação pela equação constitutiva na forma diferencial. As equações são discretizadas em uma malha deslocada do tipo MAC (Marker-And-Cell) pela técnica de diferenças finitas, predominantemente aproximações de ordem 2 para as derivadas espaciais, para os tensores a integração temporal foi realizada pelo método Runge-Kutta (RK) de ordem 2. Os resultados numéricos gerados a partir do modelo viscoelástico usual FENE-CR, em conjunto com os resultados do modelo viscoelástico em que a viscosidade aumenta exponencialmente com a pressão são comparados para destacar a influência e relevância dessa modelagem pouco utilizada. Tais simulações evidenciaram o aumento das forças no escoamento para a nova modelagem proposta, além do decaimento do erro ao utilizar malhas mais refinadas.