Simulação numérica de escoamentos


O estudo de escoamentos de fluidos complexos pode ser feito a partir de técnicas experimentais, ou utilizando simulação numérica. Nesta última, são resolvidas as equações de conservação que governam determinado problema, juntamente com a equação constitutiva que descreve o comportamento mecânico do fluido envolvido.


Devido à complexidade destas equações, são utilizadas técnicas numéricas para a obtenção de sua solução, como os métodos de volumes finitos e de elementos finitos. Como resultados, são obtidas as distribuições aproximadas de velocidade e pressão, e eventualmente temperatura, ao longo de todo o domínio de interesse. Estas soluções são validadas com resultados experimentais, teóricos e até mesmo numéricos.

No GReo as simulações numéricas são realizadas visando a identificar a influência de parâmetros reológicos, geométricos e de escoamento ao longo de um determinado processo de interesse. Em muitas situações o objetivo é complementar dados experimentais, aumentando a faixa de valores analisados e ampliando a escala dos experimentos realizados em laboratório. Outra situação de interesse é no teste de modelos constitutivos para descrever o comportamento mecânico de alguns tipos de fluidos não newtonianos, como os modelos de tixotropia recentemente propostos pelo Prof. P. R. de Souza Mendes. As simulações numéricas são realizadas usando programas comerciais (Fluent), códigos e bibliotecas OpenSource (OpenFOAM, Gmsh, FEniCs) e programas desenvolvidos pelo grupo (Matlab e Python). Os métodos mais utilizados são os de diferenças finitas, volumes finitos e elementos finitos.

 

Infraestrutura: Microcomputadores diversos; Fluent (Ansys Inc.); Matlab; SolidWorks; dentre outros programas.