Simulação de escoamentos com inércia
20628 palavras
83 páginas
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOUNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
SIMULAÇÃO DE ESCOAMENTOS COM INÉRCIA DE UM FLUIDO VISCOPLÁSTICO
ATRAVÉS DO MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS VIA GALERKIN
MÍNIMOS-QUADRADOS
por
Leonardo Zanforlin Lessa
Dissertação para obtenção do Título de
Mestre em Engenharia
Porto Alegre, Outubro de 2008
SIMULAÇÃO DE ESCOAMENTOS COM INÉRCIA DE UM FLUIDO VISCOPLÁSTICO
ATRAVÉS DO MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS VIA GALERKIN
MÍNIMOS-QUADRADOS
por
Leonardo Zanforlin Lessa
Engenheiro Mecânico
Dissertação submetida ao Corpo Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Mecânica, PROMEC, da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do Título de
Mestre em Engenharia Mecânica
Área de concentração: Fenômenos de Transporte
Orientador: Prof. Dr. Sérgio Luiz Frey
Aprovada por:
Prof. Dr. Adriane Prisco Petry – PROMEC / UFRGS
Prof. Dr. Horácio Antônio Vielmo – PROMEC / UFRGS
Prof. Dr. Flávia Schwarz Franceschini Zinani - UCS
Prof. Ph.D. Flávio José Lorini
Coordenador do PROMEC
Porto Alegre, 03 outubro de 2008
RESUMO
O objetivo deste trabalho é simular numericamente o escoamento de um fluido viscoplástico através de um cilindro posicionado sobre duas placas planas paralelas, utilizando um algoritmo numérico baseado no método de elementos finitos. A modelagem mecânica do problema é baseada nas equações de conservação de massa e conservação da quantidade de movimento, acopladas ao modelo constitutivo recentemente proposto por Souza Mendes e Dutra
[Souza Mendes e Dutra, 2004], por vezes mencionado apenas como fluido SMD ou simplesmente viscoplástico. A modelagem mecânica foi aproximada pelo método de Galerkin
Mínimos-Quadrados (GLS), construído para superar a falha numérica presente no método de
Galerkin clássico. De forma prévia avalia-se o escoamento de um fluido Newtoniano em