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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16413| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Simulação numérica do escoamento bifásico em um duto horizontal empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics |
| Título(s) alternativo(s): | Numerical two-phase flow simulation in a horizontal duct using the Smoothed Particle Hydrodynamics method. * Por favor, alterar o ano para 2021 |
| Autor: | Carvalho, Naim Jessé dos Santos  |
| Primeiro orientador: | Souto, Helio Pedro Amaral |
| Segundo orientador: | Boy, Grazione de Souza |
| Primeiro membro da banca: | Rodrigues, Pedro Paulo Gomes Watts |
| Segundo membro da banca: | Freitas, Mayksoel Medeiros de |
| Resumo: | O código numérico DualPhysics, baseado no método de partículas lagrangiano e livre de malha Smoothed Particle Hydrodynamics, foi empregado na resolução do escoamento bifásico isotérmico, de dois fluidos ligeiramente compressíveis, em um duto horizontal. São resolvidas as equações da continuidade e do momentum e a equação de estado modificada de Tait é empregada na determinação da pressão. Além disso, a versão multifásica do código utiliza uma técnica de reposicionamento de partículas e leva em consideração os efeitos da tensão superficial. O escoamento de Couette de dois fluidos com massa específica e viscosidade diferentes foi simulado e os resultados comparados com a solução analítica. Como aplicação, considerou-se a resolução numérica do escoamento bifásico água-óleo bidimensional em um duto horizontal para a identificação dos padrões de escoamento, primeiramente empregando condições periódicas, bem como o caso onde água e o óleo são misturados através de uma junção em Y de 45 graus colocada na entrada do tubo. Os resultados mostraram o potencial de uso do código numérico, embora ainda algumas modificações e alterações sejam necessárias para que ele possa ser utilizado na resolução de problemas práticos da engenharia de petróleo e gás. |
| Abstract: | The numerical code DualPhysics, based on the Lagrangian particle and mesh-free Smoothed Particle Hydrodynamics method, was used to solve the two-phase isothermal flow of two slightly compressible fluids in a horizontal duct. The continuity and momentum equations are solved, and we use the modified Tait state equation to determine the pressure. Besides, the multiphase version of the code uses a particle repositioning technique, and we take into account the effects of surface tension. We simulated the Couette flow of two fluids with different densities and viscosities, and we compared the results with the analytical solution. As an application, we considered the numerical resolution of the two-dimensional two-phase water-oil flow in a horizontal duct to determine the flow patterns. Firstly we used periodic conditions and then mixed water and oil flow through a junction in 45 degrees Y placed at the tube inlet. The results showed the potential for using the numerical code. Nevertheless, some modifications and changes are still necessary so that we can use the code to solve practical problems of oil and gas engineering. |
| Palavras-chave: | Escoamento bifásico Soluções numéricas Dinâmica de fluidos Modelos matemáticos Partículas Escoamento Métodos de simulação Dinâmica dos fluidos computacional Métodos de partículas Smoothed particle hydrodynamics Computational fluid dynamics Two-phase flows Particle methods |
| Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
| Sigla da instituição: | UERJ |
| Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional |
| Citação: | CARVALHO, Naim Jessé dos Santos. Simulação numérica do escoamento bifásico em um duto horizontal empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics. 2020. 58 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2020. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16413 |
| Data de defesa: | 24-Fev-2020 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Modelagem Computacional |
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| Dissertação - Naim Jessé dos Santos Carvalho - 2021 - Completa.pdf | 1,37 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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