Seminários e Teses

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Esta semana (de 24/10 a 30/10)
Seminário da pós-graduação
27/10
Escoamentos Lamosos Pulsantes: uma perspectiva matemática para a modelagem de eventos naturais
Guilherme Henrique Fiorot, UFRGS

Data: 27/10/2021 às 16h e 0min
Local: por acesso remoto

Área de Concentração: Termociências

Resumo

Resumo: Em períodos de chuva, certa expectativa se cria no cenário brasileiro sobre os próximos eventos naturais que se consolidariam em uma catástrofe. Movimentos de massa são fenômenos naturais tipicamente brasileiros, ocasionados por desestabilização de taludes pelo efeito pluvial. Entretanto, quando tais eventos se constituem com volumes significativos, podem impactar consideravelmente infraestruturas e centros urbanos, podendo causar efeitos catastróficos. Monitorar e prever a gênese destes eventos e sobretudo quantificar sua evolução são tarefas de interesse científico, social e industrial. De um ponto de vista mecanicista, o fluxo de materiais granulares, lamosos e/ou misturas aquosas pode ser entendido como o escoamento de superfície livre de um fluido-tipo. Um fator agravante do comportamento destes escoamentos é a susceptibilidade ao aparecimento de instabilidades hidrodinâmica, as quais potencializam a imprevisibilidade do fenômeno. Prever a evolução destes escoamentos, em condições de permanência e uniformidade, é uma tarefa complexa. Quando ainda se considera tais instabilidades, torna-se ainda uma tarefa desafiadora. Nesta palestra, buscaremos entender, sobre um viés matemático, quais as complexidades da modelagem matemática do problema, como estas instabilidades surgem, e como podemos mensurar suas propriedades. Trata-se de uma tarefa em desenvolvimento pela comunidade científica, e que busca aplicar ainda tais modelos à determinação de áreas de risco e dimensionamento de estruturas de segurança e contenção como forma de aumentar a resiliência de centros urbanos e industriais à eventos naturais deste tipo.

 

Bio: O Prof. Guilherme Henrique Fiorot é professor do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e pesquisador na área de Mecânica dos Fluidos, atuando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (UFRGS). Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual Paulista FEIS/UNESP (2009) e mestrado em Engenharia Mecânica pela mesma Instituição (2012). O pesquisador é doutor pelo Institut National des Sciences Appliquées de Rennes (França) na área de Hidráulica de Superfície Livre (Engenharia Civil), e doutor pela Universidade Estadual Paulista FEIS/UNESP em Mecânica dos Fluidos (Engenharia Mecânica). Desenvolve pesquisa nas vertentes teórica, numérica e experimental em escoamentos multifásicos de diferentes naturezas, principalmente aqueles relacionados a escoamentos geofísicos. Entre os temas centrais de pesquisa de interesse se encontram os escoamentos naturais de superfície livre para fluidos não newtonianos, o desenvolvimento de instabilidades hidrodinâmicas naqueles escoamentos, além de interações entre escoamento e estruturas, e o desenvolvimento de experimentos empregando sistemas de medição fotométricos.

Link do Seminário:

https://puc-rio.zoom.us/j/92209732584?pwd=STZ6ZVgrSVRMamY0K1pnREJ1UlcwZz09

Meeting ID: 922 0973 2584

Passcode: 954505

 


Tese de Doutorado
27/10
Microscale Analysis of Foam Formation and Surfactant-Alternating-Gas Injection in Porous Media Micromodels
Nicolle Miranda de Lima, PUC-Rio

Data: 27/10/2021 às 15h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Márcio Carvalho
Área de Concentração: Termociências

Resumo

Foam is widely used in oil recovery operations to improve sweep efficiency, in gas storage and acidization operations, and to solve problems
caused by either a thief zone or gravity override. Foam, which can be preformed and injected into the reservoir or produced in-situ through the pore space, fills the high permeability areas known as thief zones and diverts the displacing fluid into the direction of trapped oil, reducing the relative permeability of gas and leading to a more stable displacement front. The efficiency of these processes largely depends on the generation and stability of the foam films (lamellae) residing in the pores. The mobility of the injected gas is reduced when foam is formed; this reduction is attributed to the reduction of the gas phase relative permeability. The lamellae formed create resistance against the gas flow, impeding its free
motion inside the porous media. The lamellae population that composes the foam is direct related to surfactant concentration, and their flow and
mobility are functions of the pore geometry and foam properties. However, the dynamics of foam formation in porous media is not fully understood due to its complexity. The goal of the first part of this research is to understand the dynamic process of gas invading a two-dimensional porous media glass model occupied by a surfactant solution and forming foam. The second part focus on foam formation and its impact on oil displacement during SAG (surfactant-alternating-gas) injection. A microfluidic setup composed of a glass micromodel, syringe pump, pressure transducer and microscope, was used to visualize the pore-scale displacement and correlate the evolution of lamellae formation during the injection process with pressure difference for different flow conditions through image processing. The dynamics of lamellae formation is reported and related to macroscopic flow behavior.

Link da defesa:

https://puc-rio.zoom.us/j/99679381719?pwd=cEh2YXRrOHFENzJwd2lDRU5lNnNrQT09 


Próxima semana (de 31/10 a 06/11)
Seminário da pós-graduação
03/11
Multiscale, Multiphysical Phenomena in Arterial Remodeling
Prof. Victor Barrocas and Marisa Bazzi, University of Minnesota

Data: 03/11/2021 às 16h e 0min
Local: por acesso remoto

Área de Concentração: Termociências

Resumo

Resumo: Ascending thoracic aortic aneurysms (ATAAs) are bulging enlargements of the aorta in the section just after it exits the heart. They affect approximately 15,000 people in the US per year and can be fatal in 80% of the cases when ruptured. On the other hand, surgical repair of the aorta has its own risks and may not be necessary for many patients. Surgical intervention criteria are defined primarily in terms of the maximum diameter and growth rate, but it has been shown that about 60% of the patients present complications before the intervention criteria are reached, and about 40% of patients who meet the criteria for surgery do not, in fact, experience complications even when surgery is not performed. Clearly, a better way to predict the long-term outcome of an ATAA is needed.

Victor Barocas and his research group, including Ph.D. candidate Marisa Bazzi, use a combination of experimental and computational techniques to explore the mechanisms of ATAA formation, growth, and failure. For the talk, Victor will introduce the problem and discuss the various approaches his group is using, and he will provide context for Marisa's work in particular.

Marisa will then discuss her work exploring how macroscale biofluidic, geometrical and biomechanical factors affect the microscale growth and remodeling (G&R) process of the aortic tissue leading to the formation of ATAA. She will describe her combined experimental and computational approach using data from mice and humans to study the relevance of the main biomarkers on the ATAA outcome. She will then shift to her future work and discuss her planned creation of a fluid-structure-remodeling computational platform to study ATAA and other diseases that involve aberrant remodeling of the arterial tree.

Link para o Seminário:

https://puc-rio.zoom.us/j/91373107784?pwd=S1V6QUFMVWtjb01ySGRJTkxjWG9aZz09

Meeting ID: 913 7310 7784

Passcode: 042400


Semana de 07/11 a 13/11
Dissertação de Mestrado
10/11
Modelagem Composicional em Escala de Reservatório do Fluxo de Gás Condensado: Efeitos da Permeabilidade Relativa
Débora Yohane Cunha Azevedo Silva, PUC-Rio

Data: 10/11/2021 às 10h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Márcio Carvalho e Paula Reis
Área de Concentração: Petróleo e Energia

Resumo

Em reservatórios de gás retrógrado com pressões inferiores à pressão de orvalho, a produtividade dos poços pode ser comprometida devido ao aparecimento e acúmulo da fase líquida nas suas imediações. Este é o bloqueio por condensação retrógrada e está associado à uma série de desafios para compreendê-lo. Um deles é a determinação da permeabilidade relativa das fases líquida e gasosa, que comumente advém de curvas de permeabilidade obtidas a partir da extrapolação de poucos dados experimentais. Dessa forma, elas tendem a não representar fielmente efeitos importantes para o escoamento, comprometendo a precisão da modelagem do fluxo no meio poroso. A fim de investigar o efeito de uma maior precisão das curvas de permeabilidade sobre a formação de bancos de condensado, foi desenvolvido um modelo composicional em escala de reservatório para o estudo do escoamento. Com o modelo, o uso de curvas de permeabilidade relativa obtidas através de simulação do escoamento de gás retrógrado na escala de poros e de correlações propostas na literatura foi avaliado. Considera-se: sistema isotérmico, escoamento bifásico e incorporação dos efeitos de forças capilares por meio do modelo de permeabilidade relativa. Equações de balanço molar e consistência de volume formam um sistema não linear resolvido pelo método de Newton que fornece pressão e número de mols de cada componente, em todos os volumes de controle do modelo, a cada passo de tempo. Para o equilíbrio de fases, a equação de Peng & Robinson foi implementada com uma rotina de flash a pressão e temperaturas constantes. O modelo foi validado contra a solução analítica para sistema monofásico e por fim, o simulador obteve a evolução temporal das curvas de pressão e saturação em função da distância do poço, a fim de comparar o efeito dos diferentes modelos de curvas de permeabilidade relativa na predição do bloqueio por condensado. Os resultados foram obtidos variando-se a permeabilidade absoluta do meio e a vazão de gás imposta no poço, e o impacto desses parâmetros no acúmulo de condensado também foi avaliado.