[pt] Este trabalho apresenta um método numérico para solução de escoamentos bidimensionais de fluidos incompressíveis e imiscíveis com presença de interfaces. As equações de conservação são discretizadas através do método de volumes finitos. A modelagem de interface se baseia no método VOF, em que a quantidade relativa de um dos fluidos em cada volume de volume de controle é descrita por uma variável, aqui denominada saturação. Conhecida a distribuição desta variável, é possível a reconstrução da interface quando necessário. A principal particularidade do presente trabalho é que a reconstrução da interface leva em conta seu ângulo de inclinação dentro de cada volume de controle. Isto permite que a advecção da interface se realize com maior precisão do que normalmente se encontra nos trabalhos desenvolvidos a partir do método VOF. Este ângulo de inclinação é obtido partir das saturações da célula analisada e das duas células vizinhas também cortadas pela interface. A determinação da curvatura da interface, importante para o cálculo da pressão capilar, também é facilitada a partir do presente esquema. Domínios axisimétricos, onde os volumes de controle apresentam geometrias mais complexas, também são bem resolvidos, utilizando-se um tratamento especial para os volumes de controle junto ao eixo. Prevê-se ainda a especificação do ângulo de contato da interface com uma parede sólida. Foram testados com sucesso vários problemas, apresentando bons resultados e garantindo a validação do método. / [en] The present work presents a numerical method for the solution of two-dimensional flows of incompressible and immicible fluids in the presence of na interface. The conservation equations are discretized by the finite volume method. The interface modeling is based on the VOF method, in which the relative amount of the fluids in each control volume is described by a variable, denominated here as saturation. Once the distribution of this quantity is known, it is possible to construct the interface, when needed. The main contribution of this work is related to the reconstruction of the interface. For that purpose, it is taken into account the interface angle of inclination inside the control volume. This allows a more precise interface advection that it is usually found with the algorithms based on the VOF method. The interface angle inside a cell is obtained based on its saturation ando n the saturationof two adjacentcells crossed by the interface. By the presents scheme, the interface curvature needed to calculate the capillary pressure can then be easily obtained. Axi-symmetric domains were also considered. For these cases, an special treatment near the axis was necessary. Finally, the algorithm allows the specification of the interface contact angle with a solid surface. Several test problems were examined, presenting good results, validating the method.

[pt] O escoamento anular é caracterizado por um núcleo gasoso fluindo a alta velocidade com um filme líquido no seu entorno, molhando a parede do duto. A presença de gotículas líquidas no núcleo gasoso resulta em impacto relevante em características do escoamento anular, como gradiente de pressão e propriedades das ondas presentes no filme líquido. A formação de gotículas se dá usualmente na crista das ondas de perturbação presentes na interface líquido-gás. No presente trabalho, é realizado um estudo do regime anular com presença de gotículas em tubulações verticais utilizando o Modelo de Dois Fluidos unidimensional. Um modelo de transferência de massa das gotículas é desenvolvido e acoplado ao modelo de Dois Fluidos. O modelo resultante permite capturar a evolução automática da interface gás-líquido e a formação de ondas de filme líquido e sua influência no desprendimento e deposição de gotículas. Analisa-se o desempenho de três modelos de entranhamento de gotículas disponíveis na literatura, além de um modelo de deposição de gotículas. Considerando que gotículas são criadas por cisalhamento nas cristas das ondas de perturbação, modificações dos modelos são propostas com a finalidade de melhor capturar a influência das ondas do filme líquido nos processos de entranhamento e deposição de gotículas. Parâmetros do escoamento como gradiente de pressão, espessura do filme do líquido e variáveis relacionadas com as ondas interfaciais são avaliados, mostrando boa concordância com dados experimentais disponíveis na literatura. / [en] Annular flow is characterized by a high velocity gas core flow, with a thin liquid film around it, wetting the pipe wall. The presence of liquid droplets in the gas core has relevant impact on annular flow characteristics, such as pressure drop and liquid film wave properties. Droplets are usually created by shear at disturbance wave crests, along the gas-liquid interface. At the present work, vertical annular flow with droplet entrainment is studied using the 1-D Two-Fluid model. A droplet mass transfer model is developed and coupled to the Two-Fluid model. The resulting model allows capturing the automatic evolution of the gas-liquid interface, liquid film wave formation and the waves influence on droplet entrainment and deposition. A performance analysis in carried out for three droplet entrainment models available in literature, as well as one deposition model. Taking into account that droplets are created by disturbance wave crest shearing, model modifications are proposed, aiming to better capture the influence of liquid film waves on droplet entrainment and deposition mechanisms. Flow parameters such as pressure drop, film thickness and wave features are evaluated, showing good agreement with experimental data found in literature.