Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-17T16:48:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 629628 bytes, checksum: 6e63cbace578e62edf1d3fef1dc7ba9a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-17T16:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 629628 bytes, checksum: 6e63cbace578e62edf1d3fef1dc7ba9a (MD5) Previous issue date: 2013-07-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo principal desde trabalho ́e estudar a equação de Navier-Stokes não-estacionária (1)-(3). Mostraremos a existência, para n ≤ 4, e unicidade, para n ≤ 3, quando ν = ν 0 + ν 1 ||u|| 2 , com ν 0 , ν 1 > 0 constantes positivas. Também provaremos a existência, para n ≤ 4, quando ν = M (a(u)), onde a(u) = ||u|| 2 e M ́e uma função contínua e diferenciável. Para tanto, utilizaremos o Método de Galerkin aclopado com argumentos de compacidade e ponto fixo. / The main objective of this work is to study the Navier-Stokes non-stationary (1) - (3). We will show the existence, for n ≤ 4 and uniqueness, for n ≤ 3 when ν = ν 0 + ν 1 ||u|| 2 with ν 0 , ν 1 > 0 are positive constants. Also prove the existence, for n ≤ 4 when ν = M (a(u)), where a(u) = ||u|| 2 and M is a continuous function and differentiable. To do so, we use the Galerkin method coupled with arguments for compactness and fixed point. / Dissertação antiga não cadastrada no TEDE.

Neste trabalho abordam-se alguns aspectos numéricos relacionados ao movimento de uma partícula carregada em um fluido ionizado, constituindo assim o fenômeno de eletroforese. A equação de Navier-Stokes governa a hidrodinâmica do sistema, sendo atribuída a esta um termo forçante relacionado a equação de Poisson-Boltzmann que descreve a interação com o campo elétrico. A simulação foi realizada utilizando a linguagem Fortran 90 e as discretizações foram feitas pelo método de diferenças finitas junto as equações governantes. Para descrever a posição da partícula foi usada a técnica de fronteira virtual, onde são criados pontos lagrangeanos sobre,o contorno da partícula formando uma espécie de segunda malha. Foram feitos testes com objetivo de validar as equações governantes e identificar a influencia das condições de contorno direção da partícula. / In this work we study some of the numerical aspects related to the motion of a charged particle in an ionized fluid, known as the phenomenon of electrophoresis. The Navier-Stokes equations models the ,hydrodynamics of the system, with the addition of a forcing term, related to the Poisson-Boltzmann equation, which describes the interaction of the electric field. The simulation was performed using Fortran 90 and discretizations were made by the method of finite differences applied to the governing equations. To describe the position of the particle the technique of virtual boundary is used, where Lagrangean points are created around the circumference of the particle forming a sort of second mesh. Tests were made with the objective of validating the governing equations and to identify the influence of boundary conditions in the direction of the particle.

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-07Bitstream added on 2015-01-26T13:30:47Z : No. of bitstreams: 1 000801787.pdf: 639663 bytes, checksum: 83b09d686055c2639d991bfb8f0f8969 (MD5) / Pró-Reitoria de Pós-Graduação da UNESP / Esta dissertação apresenta uma metodologia para a simulação de escoamentos incompressíveis viscoelásticos não-isotérmicos, onde a viscosidade e o tempo de relaxação do fluido são dependentes da temperatura. A viscoelasticidade do fluido é modelada pelas equações constitutivas Oldroyd-B e PTT (Phan-Thien-Tanner), onde os parâmetros dependentes da temperatura são modelados pela relação WLF (Willians-Landel-Ferry). A metodologia numérica empregada para resolver o modelo não-isotérmico é baseada no método MAC para escoamentos viscoelásticos via método de projeção. Nesta metodologia, as equações de Navier-Stokes e as equações constitutivas Oldroyd-B e PTT são discretizadas pelo método de diferenças finitas em uma malha deslocada. A metodologia foi verificada na simulação do escoamento não-isotérmico bidimensional entre placas paralelas Poiseuille Flow. Finalmente, a metodologia numérica foi aplicada para resolver o problema da contração 4:1, onde são analisados os efeitos das variação de parâmetros na dinâmica dos vórtices. / This monograph presents a methodology for simulating non-isothermal viscoelastic incompressible fluid flows where the viscosity and the relaxation time of the fluid are temperature-dependent. The viscoelasticity of the fluid is modeled by the Oldroyd-B and PTT (Phan-Thien-Tanner) models, where the temperature-dependent parameters are modeled by the WLF (Williams-Landel-Ferry) formulation. The numerical methodology used to solve the non-isothermal model is based on the MAC method for viscoelastic fluid flows via projection method. In this methodology, the Navier-Stokes equations and the Oldroyd-B and PTT constitutive equations are discretized by the finite difference method on a staggered grid. The numerical method was verified by simulation two-dimensional non-isothermal Poiseuille flow. Finally, the numerical methodoly was apllied for solving the 4 : 1 contraction problem in order to analyze the influence of parameters on the vortex dynamic.

A 3D parallel CFD code is written to investigate the characteristics of and differences between Large Eddy Simulation (LES) models in the context of simulating a thermal buoyant plume. An efficient multigrid scheme is incorporated to solve the Poisson equation, resulting from the fractional step, projection method used to solve the Low Mach Number (LMN) Navier-Stokes equations. A wide range of LES models are implemented, including a variety of eddy models, structure models, mixed models and dynamic models, for both the momentum stresses and the temperature fluxes. Generalised gradient flux models are adapted from their RANS counterparts, and also tested. A number of characteristics are observed in the LES models relating to the thermal plume simulation in particular and turbulence in general. Effects on transition, dissipation, backscatter, equation balances, intermittency and energy spectra are all considered, as are the impact of the governing equations, the discretisation scheme, and the effect of grid coarsening. Also characteristics to particular models are considered, including the subgrid kinetic energy for the one-equation models, and constant histories for dynamic models. The argument that choice of LES model is unimportant is shown to be incorrect as a general statement, and a recommendation for when the models are best used is given.

En esta tesis se abordan dos problemas diferentes de interacción del tipo fluido-estructura en el caso tridimensional: en el primero de ellos realizamos un estudio teórico de un problema de interacción entre una estructura deformable y un fluido Newtoniano incompresible (Capítulo 2), y en el segundo, consideramos un problema inverso geométrico asociado a un cuerpo rígido inmerso en un fluido (Capítulo 3). Para el primer problema probamos un resultado de existencia y unicidad de soluciones fuertes considerando para la estructura elástica una aproximación finito-dimensional de la ecuación de la elasticidad lineal. En el segundo problema, demostramos un resultado de existencia y unicidad del correspondiente sistema fluido-estructura y probamos un resultado de identificabilidad: la forma de un cuerpo convexo y su posición inicial son identificadas, vía la medición, en algún tiempo positivo, del tensor de Cauchy del fluido sobre un subconjunto abierto de la frontera exterior. También un resultado de estabilidad es estudiado para este problema.

Neste trabalho abordam-se alguns aspectos numéricos relacionados ao movimento de uma partícula carregada em um fluido ionizado, constituindo assim o fenômeno de eletroforese. A equação de Navier-Stokes governa a hidrodinâmica do sistema, sendo atribuída a esta um termo forçante relacionado a equação de Poisson-Boltzmann que descreve a interação com o campo elétrico. A simulação foi realizada utilizando a linguagem Fortran 90 e as discretizações foram feitas pelo método de diferenças finitas junto as equações governantes. Para descrever a posição da partícula foi usada a técnica de fronteira virtual, onde são criados pontos lagrangeanos sobre,o contorno da partícula formando uma espécie de segunda malha. Foram feitos testes com objetivo de validar as equações governantes e identificar a influencia das condições de contorno direção da partícula. / In this work we study some of the numerical aspects related to the motion of a charged particle in an ionized fluid, known as the phenomenon of electrophoresis. The Navier-Stokes equations models the ,hydrodynamics of the system, with the addition of a forcing term, related to the Poisson-Boltzmann equation, which describes the interaction of the electric field. The simulation was performed using Fortran 90 and discretizations were made by the method of finite differences applied to the governing equations. To describe the position of the particle the technique of virtual boundary is used, where Lagrangean points are created around the circumference of the particle forming a sort of second mesh. Tests were made with the objective of validating the governing equations and to identify the influence of boundary conditions in the direction of the particle.

abstract: Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) simulation is the industry standard for computing practical turbulent flows -- since large eddy simulation (LES) and direct numerical simulation (DNS) require comparatively massive computational power to simulate even relatively simple flows. RANS, like LES, requires that a user specify a “closure model” for the underlying turbulence physics. However, despite more than 60 years of research into turbulence modeling, current models remain largely unable to accurately predict key aspects of the complex turbulent flows frequently encountered in practical engineering applications. Recently a new approach, termed “autonomic closure”, has been developed for LES that avoids the need to specify any prescribed turbulence model. Autonomic closure is a fully-adaptive, self-optimizing approach to the closure problem, in which the simulation itself determines the optimal local, instantaneous relation between any unclosed term and the simulation variables via solution of a nonlinear, nonparametric system identification problem. In principle, it should be possible to extend autonomic closure from LES to RANS simulations, and this thesis is the initial exploration of such an extension. A RANS implementation of autonomic closure would have far-reaching impacts on the ability to simulate practical engineering applications that involve turbulent flows. This thesis has developed the formal connection between autonomic closure for LES and its counterpart for RANS simulations, and provides a priori results from FLUENT simulations of the turbulent flow over a backward-facing step to evaluate the performance of an initial implementation of autonomic closure for RANS. Key aspects of these results lay the groundwork on which future efforts to extend autonomic closure to RANS simulations can be based. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Aerospace Engineering 2017

Orientador: Juliana Conceição Precioso Pereira / Banca: Waldemar Donizete Bastos / Banca: Lidiane dos Santos Monteiro Lima / Resumo: Neste trabalho analisamos as equações de Navier-Stokes em R^n, (n≤3) e mostramos boa colocação global, quando a velocidade inicial pertence ao espaço de Morrey e tem norma suficientemente pequena. Mostramos, também, que se o dado inicial é uma função homogênea de grau -1 então as soluções mild são autossimilares. Além disso, apresentamos um resultado de estabilidade assintótica das soluções mild / Abstract: In this work we will analyze the Navier-Stokes equations in R n, (n ≥ 3) and we will show global well-posedness, when the initial velocity belongs to the Morrey space M p, λ and with a sufficiently small norm. We will also show that if the initial data is a homogeneous function of degree −1, then the mild solutions are self-similar. Moreover, we will present an asymptotic stability result of the mild solutions / Mestre

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-16T17:14:07Z No. of bitstreams: 1 131492.pdf: 1058867 bytes, checksum: c75a90969d5423351e10755add5217b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T17:14:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 131492.pdf: 1058867 bytes, checksum: c75a90969d5423351e10755add5217b8 (MD5) Previous issue date: 1972-12 / CNPq / Estudamos um método de limite para escoamentos lentos de fluidos simples com memória evanescente. Baseado no teorema de aproximação de Coleman e Noll, o método visa evitar os casos de instabilidade de soluções que podem ocorrer na aplicação direta dos fluidos de Rivlin-Ericksen. A conjetura que investigamos atribui a causa de instabilidade à presença, na equação dinâmica, de termos com diversas ordens de grandeza, na escala de tempo. A equação dinâmica é desdobrada numa sequência de equações a que comparecem termos de mesma ordem de grandeza, aplicando-se o limite dos escoamentos lentos a toda a equação e não apenas à tensão. O processo é aplicado, até a aproximação de 2ª ordem, ao caso simples do escoamento retilíneo e a solução é comparada com aquela prevista pela aplicação do 2º fluido de Rivlin-Ericksen. / A limit procedure for slow flows of simple fluids with fading memory is studied. Grounded on Coleman & Noll's aproximation theorem, the procedure aims to avoid the cases of instability that may occur when the fluids of Rivlin-Ericksen are applied. We investigate the conjecture that the instability is due to the different orders of magnitude of the terms that figure in the dynamical equation. By applying the slow flow limit to the whole equation, and not to the stress alone, the equation is unfolded in a sequence of equations; to each of them, only terms of the sarne order are allowed. The procedure is applied, up to the second order, to the simple case of lineal flow and the solution is compared with that obtained by the application of the second fluid of Rivlin-Ericksen.

In this work we study equations that describe laminar flow through a rigid isotropic granular (non consolidated) porous medium subjected to a external force field. Firstly we present the meaning of the many phisical terms of the equation and some interpretation, also a general deduction of this equation is presented. Secondly, knowing the system porosity and using Faedo-Galerkin method we obtain results of existence of weak solutions in Sobolev spaces. / Neste trabalho estudamos equações que regem escoamentos laminares em meios porosos granulares (não consolidados) sujeitos a um campo de forças externas. Numa primeira parte apresentamos os significados físicos e alguma interpretação dos diversos elementos da equação e uma dedução, em linhas gerais, desta. Numa segunda parte, conhecendo-se a porosidade do sistema, utilizamos o método de Faedo-Galerkin em espaços de Sobolev para obter resultados de existência de soluções fracas.