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Type: TESE DIGITAL
Title: Instabilidade não linear em escoamento bifásico líquido-líquido no padrão estratificado : análise de métodos numéricos
Title Alternative: Nonlinear instability in stratified flow pattern in liquid-liquid system : analysis of numerical methods
Author: Krusche, Daniel Biermann, 1988-
Advisor: Castro, Marcelo Souza de, 1986-
Abstract: Resumo: Krusche, D. B. Análise não linear de instabilidades em escoamento bifásico líquido-líquido no padrão estratificado. Campinas: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, 2017. Dissertação (Mestrado). Em escoamentos multifásicos determinar a distribuição espacial das fases é um pré-requisito necessário, pois conhecimentos relativos ao padrão de escoamento afetam muitos aspectos técnicos de engenharia. Critérios de transição são investigados em função do intervalo de condições necessárias para existência de determinado padrão. No presente trabalho, escoamentos no padrão estratificado em um sistema óleo-água com diferentes razões de velocidades superficiais e alta razão de viscosidade são numericamente simulados a fim de se prever o ponto espacial onde a transição para outro padrão de escoamento ocorre. Trabalhos anteriores sugerem que este fenômeno está relacionado a estrutura da onda interfacial e acontece em uma região dominada por efeitos não lineares. Primeiramente, as equações não lineares de massa e quantidade de movimento são obtidas através do modelo de dois fluidos unidimensional. A simulação numérica ocorre através da discretização espacial e temporal das equações relacionadas ao problema. Para isto, uma análise não linear simplificada de estabilidade hidrodinâmica é realizada pelo método das características, através de uma abordagem por diferenças finitas com esquemas numéricos do tipo explícito e implícito. Posteriormente, utiliza-se o método Pressure Implicit with Splitting of Operators, através de uma abordagem por volumes finitos com esquemas numéricos do tipo Upwind e Euler. Os resultados visam melhorar os modelos de transição entre padrões de escoamento e são validados por trabalhos já disponíveis na literatura

Abstract: Krusche, D. B. Noninear instability analysis on stratified flow pattern in liquid-liquid systems. Campinas: Department of Mechanical Engineering, University of Campinas, 2017. Dissertation (Master¿s Degree). In multiphase flow the spatial distribution of the phases determination is a necessary prerequisite. Relative knowledges about the flow pattern affects many technical aspects of engineering. Transition criteria are investigated in function of the range of necessary conditions for the existence of determined pattern. In this work, stratified flow pattern in oil-water system with different ratios of superficial velocities and high viscosity ratio are numerically simulated to predict the spatial point where the transition to another flow pattern occurs. Previous studies indicate that this phenomenon is related to the structure of the interfacial wave and happens in space and it is dominated by nonlinear effects. At first, the nonlinear equations of mass and momentum are obtained by the one-dimensional two-fluid model. A simplified nonlinear analysis in hydrodynamic stability is obtained by the method of characteristics through a finite difference approach with explicit and implicit numerical schemes types. Subsequently, the Pressure Implicit with Splitting of Operators method is used. The results are intended to improve the transition models between flow patterns and are validated by literature available
Subject: Escoamento bifásico
Estabilidade - Modelos matemáticos
Transição de fase líquido-líquido
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Dissertação e Tese

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