Tese: Simulação Numérica de Escoamentos Bifásicos com Interfaces
Aluno(a) : José Ronaldo Chaves de MeloOrientador(a): Angela Nieckele
Área de Concentração: Termociências
Data: 03/02/1995
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=18967@1
Resumo: Este trabalho apresenta um método numérico para a solução de escoamentos bidimensionais de fluidos incompressíveis e imiscíveis. As equações de conservação sío discretizadas através do método de volumes finitos. A modelagem da interface se baseia no método VOF, em que a quantidade relativa de um dos fluidos em cada volume de controle é descrita por uma variável, aqui denominada saturação. Conhecida a distribuição desta variável, é possível a reconstrução da interface quando necessário. A principal particularidade do presente trabalho é que a reconstrução da interface leva em conta seu ângulo de inclinação dentro de cada volume de controle. Isto permite que a advecção da interface se realize com maior precisío do que normalmente se encontra nos trabalhos desenvolvidos a partir do método VOF. Este ângulo de inclinação é obtido partir das saturações da célula analisada e das duas células vizinhas também cortadas pela interface. A determinação da curvatura da interface, importante para o cálculo da pressío capilar, também é facilitada a partir do presente esquema. Domínios axi-simétricos, onde os volumes de controle apresentam geometrias mais complexas, também sío bem resolvidos, utilizando-se um tratamento especial para os volumes de controle junto ao eixo. Prevê-se ainda a especificação do ângulo de contato da interface com uma parede sólida. Foram testados com sucesso o problema de uma bolha de ar de grande porte imersa em água que se desloca sob a ação da força de empuxo, a passagem de uma gota de óleo através de uma garganta em um meio poroso microscópico, a aglutinação de duas bolhas sob a ação de forças viscosas e interfaciais e a deformação de uma interface plana para se ajustar à súbita mudança do ângulo de contato.