Export Ready — 

Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos

Bibliographic Details
Main Author: Meira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de
Publication Date: 2014
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Download full: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10401
Summary: In this work, flow through a channel partially filled with solid obstacles is investigated using the lattice Boltzmann method, a numerical method based on particles collision to simulate fluid flow. The influence of parameters as porosity, number of obstacles and fluid domain height are analyzed in terms of the flow rate variations through the fluid domain. Comparison between numerical results and theoretical models based on the definition of a boundary condition for the fluid-porous interface is performed as well. It is observed that the influence of porosity and number of obstacles have opposite effects. Increasing porosity leads to a more permeable medium which favors the outflow from the porous to the fluid domain. On the other hand, increasing the number of obstacles reduces medium’s permeability, which inhibits the efflux of fluid from the porous region. As the height of the fluid domain is increased, flow rate through this region is increased as well, thus the additional flow provided by the presence of the porous material becomes less significant. Numerical results are in good agreement with a benchmark model and correlation of the associated adjustable parameter is proposed.
id UTFPR-12_a0b9d96712ece13628e405c2a9077a5e
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/10401
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porososTubos - Dinâmica dos fluidosEscoamentoMecânica dos fluidosTubes - Fluid dynamicsRunoffFluid mechanicsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSIn this work, flow through a channel partially filled with solid obstacles is investigated using the lattice Boltzmann method, a numerical method based on particles collision to simulate fluid flow. The influence of parameters as porosity, number of obstacles and fluid domain height are analyzed in terms of the flow rate variations through the fluid domain. Comparison between numerical results and theoretical models based on the definition of a boundary condition for the fluid-porous interface is performed as well. It is observed that the influence of porosity and number of obstacles have opposite effects. Increasing porosity leads to a more permeable medium which favors the outflow from the porous to the fluid domain. On the other hand, increasing the number of obstacles reduces medium’s permeability, which inhibits the efflux of fluid from the porous region. As the height of the fluid domain is increased, flow rate through this region is increased as well, thus the additional flow provided by the presence of the porous material becomes less significant. Numerical results are in good agreement with a benchmark model and correlation of the associated adjustable parameter is proposed.ANP; FINEP; PRH; MCT; PETROBRASNeste trabalho, o escoamento em canal parcialmente poroso é investigado numericamente através do método lattice Boltzmann, uma ferramenta numérica baseada no deslocamento e colisão de partículas para a representação do escoamento de fluidos. O meio poroso é representado de forma heterogênea por meio de obstáculos quadrados sólidos distribuídos uniformemente na parte inferior do canal. São analisadas as influências de parâmetros relativos ao meio poroso (porosidade e número de obstáculos) e à geometria do canal (altura da região fluida) sobre a vazão de fluido na região livre. Resultados numéricos são comparados com modelos teóricos encontrados na literatura, os quais, diferentemente da abordagem proposta no presente trabalho, pressupõem a definição de uma condição de contorno para a interface entre as regiões fluida e porosa e o ajuste de um parâmetro empírico. Foi observado que a porosidade e o número de obstáculos têm efeitos contrários sobre o acréscimo de vazão de fluido na região livre. O aumento da porosidade reduz a permeabilidade do meio poroso, o que favorece o efluxo de fluido deste domínio para a região fluida. Por outro lado, quanto maior o número de obstáculos, menos permeável é o meio poroso e, portanto, a passagem de fluido deste meio para a região livre do canal é dificultada. Quanto maior a altura da porção livre do canal, maior é a vazão observada nesta região e o acréscimo de vazão proporcionada pela presença do meio poroso se torna menos significante. De modo geral os resultados se ajustam à solução analítica de um dos modelos teóricos utilizados como referência e uma correlação para o parâmetro empírico associado a este modelo é proposta.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilDepartamento Acadêmico de MecânicaEngenharia MecânicaUTFPRJunqueira, Silvio Luiz de MelloFranco, Admilson TeixeiraVillanova, Rodrigo LupinacciNegrão, Cezar Otaviano RibeiroGermer, Eduardo MatosMeira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de2020-11-12T18:35:40Z2020-11-12T18:35:40Z2014-02-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfMEIRA, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de. Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos. 2014. 92 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10401porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-11-12T18:35:40Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/10401Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.bropendoar:2020-11-12T18:35:40Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
title Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
spellingShingle Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
Meira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de
Tubos - Dinâmica dos fluidos
Escoamento
Mecânica dos fluidos
Tubes - Fluid dynamics
Runoff
Fluid mechanics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
title_short Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
title_full Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
title_fullStr Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
title_full_unstemmed Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
title_sort Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos
author Meira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de
author_facet Meira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Junqueira, Silvio Luiz de Mello
Franco, Admilson Teixeira
Villanova, Rodrigo Lupinacci
Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro
Germer, Eduardo Matos
dc.contributor.author.fl_str_mv Meira, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de
dc.subject.por.fl_str_mv Tubos - Dinâmica dos fluidos
Escoamento
Mecânica dos fluidos
Tubes - Fluid dynamics
Runoff
Fluid mechanics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
topic Tubos - Dinâmica dos fluidos
Escoamento
Mecânica dos fluidos
Tubes - Fluid dynamics
Runoff
Fluid mechanics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
description In this work, flow through a channel partially filled with solid obstacles is investigated using the lattice Boltzmann method, a numerical method based on particles collision to simulate fluid flow. The influence of parameters as porosity, number of obstacles and fluid domain height are analyzed in terms of the flow rate variations through the fluid domain. Comparison between numerical results and theoretical models based on the definition of a boundary condition for the fluid-porous interface is performed as well. It is observed that the influence of porosity and number of obstacles have opposite effects. Increasing porosity leads to a more permeable medium which favors the outflow from the porous to the fluid domain. On the other hand, increasing the number of obstacles reduces medium’s permeability, which inhibits the efflux of fluid from the porous region. As the height of the fluid domain is increased, flow rate through this region is increased as well, thus the additional flow provided by the presence of the porous material becomes less significant. Numerical results are in good agreement with a benchmark model and correlation of the associated adjustable parameter is proposed.
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-02-05
2020-11-12T18:35:40Z
2020-11-12T18:35:40Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv MEIRA, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de. Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos. 2014. 92 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10401
identifier_str_mv MEIRA, Rodrigo Esperança da Cunha Pimentel de. Aplicação do método lattice Boltzmann ao estudo do escoamento em canais parcialmente porosos. 2014. 92 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10401
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Departamento Acadêmico de Mecânica
Engenharia Mecânica
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Departamento Acadêmico de Mecânica
Engenharia Mecânica
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br
_version_ 1834836343550640128