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Tipo do documento: Dissertação
Título: Abordagem level-set para simulação de fluidos bifasicos baseada no método de elementos finitos
Título(s) alternativo(s): A finite element based level set approach for the simulation of two-phased flows
Autor: Bernal, Nestor Manuel Solalinde
Primeiro orientador: Mangiavacchi, Norberto
Primeiro membro da banca: Serra, Christian Emilio Schaerer
Segundo membro da banca: Sousa, Fabricio Simeoni de
Terceiro membro da banca: Elias, Renato Nascimento
Resumo: Neste trabalho, apresentamos uma abordagem level-set para simulação de fluidos bifasicos imiscíveis. O modelo consiste nas equações de Navier-Stokes incompressíveis, juntamente com uma equação de advecção para a função level-set. A abordagem CSF (Continuum Surface Force) é utilizada para modelar o efeito da tensão superficial. O método level-set é utilizado para capturar a interface entre os fluidos. Aqui, a função level-set é transportada e reinicializada em cada iteração. A discretização espacial é baseada em uma malha de elementos finitos não-estruturados que utiliza refinamento de malha adaptativa para maior precisão. Níveis de refinamento são calculados como altos na região próxima à interface e baixos longe dela. Para a discretização da velocidade e da pressão, espaços de elementos finitos padrão (LBB estável) são levados em consideração. A discretização da derivada no tempo resulta numa aproximação implícita. O algoritmo de elementos finitos é implementado usando a biblioteca de elementos finitos libmesh
Abstract: In this work, we present a level set approach for the simulation of two-phase immiscible newtonian fluids. The model consists on the incompressible Navier-Stokes equations, coupled with an advection equation for the level set function. The so-called Continuum Surface Force approach (CSF) is used to model the effect of surface tension. The level set method is used to capture the interface between the fluids. Here, the level set function is advected and reinitialized at each timestep. The spatial discretization is based on an unstructured Finite Element mesh that uses adaptive mesh refinement for higher accuracy. Refinement levels are set to be high on regions near the interface and low away from it. For the discretization of velocity and pressure fields, standard (LBB stable) finite element spaces are taken in consideration. Discretization of the time derivative is given by backward differentiation resulting in an implicit approximation. The finite element algorithm is implemented using the libmesh library.
Palavras-chave: Mechanical Engineering
Fluid Mechanics
Numerical Simulation
Finite Element Method (FEM)
Multiphase Flows
Level-Set method
libMesh
Engenharia mecânica
Mecânica dos fluidos
Simulação numérica
Método de elementos finitos
Fluidos multifásicos
Level-set
libMesh
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Citação: BERNAL, Nestor Manuel Solalinde. Abordagem level-set para simulação de fluidos bifasicos baseada no método de elementos finitos. 2011. 73 f. Dissertação (Mestrado em Fenômenos de transporte; Mecânica dos sólidos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2011.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11742
Data de defesa: 19-Mai-2011
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Mecânica

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