Modelagem mecânica e numérica da influência dos efeitos viscosos e elásticos nos escoamentos de materiais elasto-viscoplásticos

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Furtado, Giovanni Minervino
• Orientador(a): Frey, Sérgio Luiz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fluidos não newtonianos; Simulação numérica; Viscoplasticidade; Escoamento
• Palavras-chave em Inglês: Viscoplastic materials; Elasto-viscoplasticity; Lid-driven cavity flow; Multi-field galerkin least-squares method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/134937

Esta dissertação investiga numericamente a influência dos efeitos viscosos e elásticos em escoamentos de materiais viscoplásticos no interior de uma cavidade dirigida. O modelo mecânico empregado é constituído pelas equações de conservação de massa e pelo princípio da quantidade de movimento linear, para fluidos incompressíveis, acoplado à equação constitutiva. Esta equação modifica o modelo viscoelástico de Oldroyd-B de modo a acomodar que os tempos de relaxação e retardo do material, bem como sua viscosidade viscoplástica, dependam das mudanças de sua microestrutura. A aproximação numérica do modelo emprega o método multi-campos de Galerkin mínimos-quadrados em termos do tensor de tensão extra, do vetor velocidade e do campo de pressão. Os resultados objetivam a determinção do tamanho e localização das regiões aparentemente não-escoadas do material, bem como sua deformação elástica, intensidade de tensão, e a sua vorticidade no interior da cavidade. Os resultados claramente indicam que o padrão do escoamento é fortemente influenciado pela variação dos efeitos elásticos (variação do tempo de relaxação adimensional, θ0 * ), viscosos (variação do índice de power-law, n) e cinemáticos (variação da velocidade adimensional, U* , do escoamento) no interior da cavidade.