Tese e Dissertação

Tese: Crescimento de instabilidades de Saffman-Taylor em deslocamentos com três fluidos confinados numa célula de Hele-Shaw

Investigamos as instabilidades de dedos viscosos que surgem nas duas interfaces formadas pela injeção sequencial de três fluidos newtonianos em uma célula de Hele-Shaw retangular. Para este fim, utilizamos a análise de estabilidade linear e desenvolvemos um conjunto de equações diferenciais ordinárias de primeira ordem, formuladas para descrever a evolução das perturbações nas interfaces. A partir dessa abordagem, avaliamos o problema de forma perturbativa, com ênfase na análise do efeito de acoplamento entre as duas interfaces, quantificada pela espessura do fluido intermediário, no regime linear do escoamento. Em paralelo ao estudo teórico, realizamos uma série de testes experimentais para investigar o crescimento das instabilidades de Saffman-Taylor no problema de três fluidos e duas interfaces. A construção do dispositivo experimental é descrita detalhadamente, e inclui as adaptações realizadas no aparato experimental ao longo deste estudo. Os resultados indicam que a interação entre as interfaces é governada pela força de acoplamento entre elas, influenciando tanto o tempo de formação das instabilidades quanto a morfologia dos dedos viscosos. Este efeito foi identificado inicialmente através da análise linear. Em seguida, verificamos experimentalmente que a manipulação da espessura do fluido intermediário permite atrasar o desenvolvimento das instabilidades, e que esses efeitos perduram no regime não linear. Isso indica que o volume da fase intermediária pode ser controlado para minimizar as deformações das interfaces e, consequentemente, aumentar a eficiência do processo de deslocamento. Este fenômeno pode ser relevante para o setor industrial, servindo como estratégia para processos de recuperação avançada de petróleo (EOR). Destacamos, em particular, a aplicabilidade desses métodos em processos de injeção alternada (WAG) e em métodos químicos, nos quais fluidos são bombeados sequencialmente em meios porosos para otimizar o processo de extração.

Link da defesa:
https://puc-rio.zoom.us/j/99151575448?pwd=i5zxxpYCDHH7UiP4H5RRjD9a1Wfgpa.1

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