Numerical analysis of finite difference schemes for constitutive equations in viscoelastic fluid flows

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Medeiros, Débora de Oliveira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22082022-133831/
Resumo: In this work, we present a study of numerical methods for the solution of incompressible fluid flows, with emphasis on viscoelastic effects. The upper-convected derivative term is rewritten, using the definition of the generalized Lie derivative in a Lagrangian framework, providing a new numerical scheme for viscoelastic fluid flows. The mathematical modeling involves the Navier-Stokes equations and a system of equations that define the contribution of the polymer stress tensor. The numerical formulation combines a finite difference discretization, in the MAC context, with a projection method and the reformulation of the constitutive equation. We carried out theoretical analyses of the proposed methods, convergence studies of simple problems, and applications to the solution of complex fluid flows. The numerical results agree with the theory developed, present results fairly comparable with other numerical methods from the literature, and allowing a discussion about the numerical instabilities of high Weissenberg number problems.