Simulação numérica de escoamentos bidimensionais com superfícies livres e linhas de contato dinâmicas

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Silva, Alysson Alexander Naves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ALE; Ângulo de contato; Arbitrary lagrangian-eulerian; Contact angle; Contact point; Dynamic contact point; Dynamic mesh; Elementos finitos; Finite element; Lagrangeana-euleriana arbitrária; Malha dinâmica; Ponto de contato; Ponto de contato dinâmico
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22062010-145307/

Um método lagrangeano-euleriano arbitrário para a resolução de escoamentos dominados por tensão superficial é apresentado neste trabalho. Tais escoamentos são importantes em muitas aplicações, especialmente em canais capilares que frequentemente aparecem em escoamentos em microescala. A resolução deste tipo de escoamento apresenta vários desafios que são abordados neste trabalho. O escoamento é resolvido somente para a fase líquida, com condições de contorno apropriadas para a superfície livre que delimita o líquido e o gás, que é representada por arestas e vértices da malha computacional. Esta se move e se deforma, sendo que sua qualidade é mantida sob controle para não degradar a solução numérica. As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método de elementos finitos em um referencial arbitrário. O método de incorporação dos efeitos de tensão superficial e linha de contato é explicado em detalhes. Validações comprovam a precisão do método proposto, com comparações através de soluções pseudo-analíticas para casos simples. Finalmente alguns resultados sobre escoamentos em capilares são apresentados