Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T13:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romanini_Edivaldo_D.pdf: 28798983 bytes, checksum: c39742d1225ad9c35fc6f6b5629664f9 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho desenvolve uma metodologia para a síntese de funções de influência e Green para solos viscoelásticos lineares que apresentam estratificações horizontais. A finalidade deste é viabilizar a análise do problema da interação dinâmica soloestrutura. Estas funções são obtidas para as fontes na superfície e no interior dos solos. Os problemas são formulados para o estado plano de deformação e no domínio da frequência. Partindo-se das funções de influência ou Green sintetizadas, desenvolvem-se duas metodologias para tratar estruturas de fundações parcial ou totalmente engastadas nos solos. A primeira utiliza as funções de influência sintetizadas com fontes na superfície do semi-espaço viscoelástico e possibilita a análise de estruturas parcialmente engastadas. A segunda metodologia baseia-se em funções de influência com fontes no interior do solo e permite a análise de estruturas totalmente engastadas ou mesmo situadas no interior do domínio considerado. Comparações com respeito ao esforço de discretização, ao tempo de processamento e a capacidade de armazenamento entre a presente metodologia e a versão direta do chamado Método dos Elementos de Contorno são discutidas / Abstract: This dissertation presents a methodology to synthesize influence or Green's functions for linear viscoelastic horizontally stratified soil profiles. These functions are applied to describe the linear dynamic soil-structure interaction phenomena. Influence functions for sources at the soil surface or buried at the domain are considered. Throughout this work a state of plane strain and stationary behaviour is assumed. The synthesized functions are used together with two substructure methodologies to model the dynamic behaviour of partially embedded and buried structures. The first methodology, called the Substructure Deletion Method, applies surface influence functions and allows the description of partial embedment. The second methodology based on functions with buried sources allow the analysis of totally embedded or buried structures. The present methodologies are compared with an implementation on the direct version of the Boundary Element Method. Comparisons include discretization effort, memory requirements and processing time / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Edson Antônio Capello Souza / Coorientador: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Laercio Javarez Junior / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: Neste trabalho foi proposto o estudo do amortecimento estrutural em vigas engastadas com adição de materiais viscoelásticos. As vigas foram montadas na condição engastada-livre e sujeitas de força na extremidade livre. Duas análises foram feitas. O primeiro modelo foi desenvolvido utilizando a Matriz de Impedância de Elemento Espectral (MEE) e o outro modelo foi desenvolvido utilizando Método dos Elementos finitos (MEF). Para validar os modelos numéricos foram realizados ensaios experimentais utilizando um acelerômetro e um martelo de impacto para obter a função de resposta em frequencia para as diferentes configurações de vigas idealizadas. Através dos resultados obtidos pode-se observar e comprovar o comportamento com frequencia de resposta do sistema e detectou-se redução de amplitude devido ao fator incremental de amortecimento viscoelástico proporcionado pelas camadas de fita (materiais viscoelásticos), comprovando assim, a importância da utilização de um material viscoelástico como atenuador de amplitudes no efeito da flexão do sistema. Os resultados experimentais foram comparados aos resultados dos modelos analíticos e numéricos de modo a se obter a validação experimental / Abstract: This work proposes the study of structural damping in beams with added viscoelastic materials. The beams are mounted in a clamped-free condition and subject to force input at the free end. Two types analisis were made. The first model was developed using the Impedance Matrix of Spectral Element. The other model was developed using Finite Element Method (FEM). To validate the numerical models, experimental tests were performed using one accelerometer and a impact hammer to obtain frequency responce function of the diferente beams configurations. From the results we can observe and verify the variation in frequency response of the system and was detected amplitude reduction factor due to the incremental viscoelastic damping provided by the layers of tape (viscoelastic materials), thereby proving the importance of using a viscoelastic attenuator as possible amplitudes effect of the bending system. The results were compared to the results of analytical and numerical models in order to obtain experimental validation / Mestre

Orientador: Cassio Machiaveli Oishi / Banca: Fabrício Simeoni de Sousa / Banca: Messias Meneguette Júnior / Resumo: Neste trabalho é apresentado o estudo de um método numérico para resolver as equações de Navier-Stokes incompressíveis em escoamentos que possuem superfícies livres e mudanças topológicas. As equações governantes são resolvidas por um método de projeção que desacopla as incógnitas velocidade e pressão. A discretização é feita através de aproximações por diferenças finitas aplicadas a uma malha computacional não-uniforme. O método numérico é aplicado para a solução de problemas envolvendo fluidos Newtonianos e não-Newtonianos. Em particular, os efeitos viscoelásticos são descritos pelo modelo Oldroyd-B, utilizando a formulação Cartesiana clássica e uma forma alternativa para a decomposição da parte polimérica do tensor tensão extra. Esta estratégia alternativa de decomposição, conhecida como Formulação Tensão Natural, é muito atual e resultados numéricos são originalmente discutidos neste trabalho. O novo código com malha nãouniforme é testado nos seguintes problemas: escoamento na cavidade (lid-driven cavity), escoamento no cross-slot, e escoamento no canal com contração. A representação da superfície livre é feita através do método Front-Tracking, que descreve a interface de forma explícita através de partículas marcadoras. O algoritmo de mudanças topológicas é baseado em uma técnica que detecta e desfaz embaraçamentos presentes na interface. Este algoritmo é testado em simulações numéricas como: o impacto entre uma gota e uma camada de fluido, o impacto entre gotas e uma pa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents the study of a numerical method for solving the incompressible Navier-Stokes equations for free-surface flows that undergo topological changes. The governing equations are solved through a projection method that decouples the velocity and pressure fields. The discretization is performed via finite differences approximations applied to a non-uniform mesh. The numerical scheme is applied for solving Newtonian and non-Newtonian fluid flows. In particular, the viscoelastic effects are described by the Oldroyd-B model, using the classic Cartesian formulation and also an alternative approach for the decomposition of the polimeric part of the extra stress tensor. This alternative decomposition strategy is known as Natural Stress Formulation, and numerical results are originally discussed in this work. The new code with a non-uniform mesh is tested in the following problems: the lid-driven cavity, the cross-slot problem, and the flow through a channel with contraction. In order to represent the free-surface, a Front-Tracking method that describes the interface explicitly using marker particles is used. The algorithm for topological changes is based in a technique that detects when the interface is tangled and untangles it. This algorithm is tested in numerical simulations such as: the impact between a drop and a layer of fluid, the impact between drops and a solid wall, and the jetting break-up process under the effect of surface tension. / Mestre

Orientador : Prof. Dr. Carlos Alberto Bavastri / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 06/05/2016 / Inclui referências : f. 117-122 / Área de concentração : Mecânica dos sólidos e projeto mecânico / Resumo: A atual demanda por eficiência energética torna necessária a utilização de controle de vibrações em máquinas rotativas. Técnicas de controle para tais máquinas vem sendo desenvolvidas ao longo das últimas décadas, contudo, uma alternativa é a utilização de suportes compostos por materiais viscoelásticos (SVEs), devido ao seu baixo custo e à elevada capacidade de dissipar energia vibratória. Porém, a utilização de SVEs é incipiente, devido provavelmente às abordagens clássicas de modelagem matemática largamente utilizadas para tais dispositivos. Por uma razão de simplificação matemática, muitos trabalhos abordam SVEs utilizando modelos matemáticos, para os MVEs, pouco precisos como: Maxwell, Kelvin-Voigt, Zenner, GHM, e inclusive modelos independentes da frequência e temperatura; os quais, em uma ampla faixa de frequência e temperatura tem precisão inferior aos modelos fracionários, desde que a comparação seja baseada no mesmo número de parâmetros materiais. Inclusive, nesses trabalhos, é evidente a necessidade de adicionar graus de liberdade ao sistema devido à inclusão dos SVEs, fato que dificulta a otimização dos mesmos, sendo, desse modo, negligenciada na maioria dos trabalhos. Ainda, não são observadas modelagens dos GDL angulares nos suportes, assim como a inclusão de massas adicionais com o objetivo de aprimorar o controle passivo de vibrações. Assim, dentre as contribuições deste trabalho destaca-se a proposição de uma metodologia baseada no método de (PEG) parâmetros equivalentes generalizados que evita a adição de GDL ao modelo, e de forma precisa, possibilita levantar a resposta em frequência do sistema rotor-SVE com reduzido tempo computacional, permitindo, por consequência, a otimização dos SVEs em função da minimização da resposta em frequência do sistema. Essa metodologia propõe ainda a parametrização dos GDL dos SVEs (translativos e angulares) de maneira independente, assim como a adição de massas translativas e/ou inércias rotativas como forma de aprimorar o controle passivo de vibrações, tratando os SVEs como estruturas complexas de controle de vibrações em máquinas rotativas. Para tal, o rotor é modelado através do método dos elementos finitos com formulação de Timoshenko e o material viscoelástico através do modelo de derivadas fracionárias com quatro parâmetros. Os GDL dos SVEs são devidamente parametrizados em ambos os modelos de inserção destes no sistema de equações, nomeadamente, acréscimo de GDL e PEG, e por sua vez o método de otimização adotado combina algoritmos genéticos e Nelder Mead. Simulações numéricas são realizadas para investigar a influência no controle e transmissibilidade do sistema, em razão da consideração dos GDL de translação e rotação individualmente e de maneira combinada. Um protótipo com parâmetros ótimos é construído e testado experimentalmente, demonstrando que a metodologia proposta é capaz de predizer de maneira precisa o comportamento dinâmico de sistemas rotor-SVEs provendo excelente capacidade de controle de vibrações em termos de amplitude da resposta ao desbalanceamento e transmissibilidade. Palavras-chave: Dinâmica de rotores. Suportes viscoelásticos. Cálculo fracionário. Otimização híbrida. Elementos finitos. / Abstract: The present energy efficiency demand establishes the need of vibration control in rotating machinery. Vibration control techniques for such machines are available, however, a low cost alternative is the use of viscoelastic supports (VES) due to its high ability to dissipate vibrational energy. Nonetheless the modest use of VES may be explained by the widely use of classical approaches for the mathematical modeling of such devices. Its noticed the frequent use of classical viscoelastic models - like Maxwell, Kelvin-Voigt, Zenner, GHM models and even frequency/temperature independent models - but they lack the accuracy of fractional models in a large range of frequency and temperature regarding the same number of material parameters. Even in those works, the need to add degrees of freedom to motion equations due to VES is evident, in fact, this causes a slow computation performance regarding the optimization of SVEs, which is also neglected in most studies. In addition, the angular DOFs modelling in VES as well as the inclusion of additional masses/inertias in order to improve the vibration control are not observed in those works. Thus arises the demand for the development of a fast and accurate general methodology to optimize VES with n DOF properly parameterized (translational and angular), in order to minimize the vibration response of rotating systems with multiple DOF. This thesis presents a robust methodology based mainly on generalized equivalent parameters (GEP) - for an optimal design of viscoelastic supports for rotating machinery - aiming at minimizing the unbalance frequency response of the system using a hybrid optimization technique (genetic algorithms and Nelder- Mead method). For this purpose the rotor is modeled based on the finite element method using Timoshenko's thick beam formulation, and the viscoelastic material is modeled based on the four-parameter fractional derivatives. The DOF of VES are properly parameterized in both models of VES, adding DOF and GEP. Numerical simulations are performed to investigate the influence of translational and angular DOF of VES - considered individually and combined - on systems vibration control and transmissibility. A prototype of VES is built with optimal parameters and subjected to experimental tests, which demonstrated that the proposed methodology is fully capable to provide accurate prediction of the dynamics behavior of rotor-VES systems as well as to control the vibrational response in terms of amplitude and transmissibility. Keywords: Rotordynamics. Viscoelastic supports. Fractional calculus. Hybrid optimization. Finite elements.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:28:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276384.pdf: 34651649 bytes, checksum: f4e9b3166b9c31ec484c7c0a08186158 (MD5) / Novas tecnologias de pacotes acusticos, que consistem em varios componentes como absorvedores, bloqueadores, amortecedores e isoladores, foram desenvolvidas de forma a melhorar a qualidade sonora do interior de um veiculo sem agregar a este um aumento consideravel de massa e de custo. Dentre estes, os materiais de amortecimento viscoelasticos sao os que se apresentam em maior quantidade no tratamento de carrocerias de veiculos de passeio, adicionando aproximadamente 10 kg de material a carroceria. Com o intuito de reduzir a massa de material aplicado a carroceria, aumentando assim sua eficiencia de efeito de amortecimento, foi proposta uma metodologia experimental de mapeamento dos niveis de amplitude de vibraçao das regioes da carroceria de um veiculo de passeio popular (FIAT/PALIO), para uma aplicaçao otimizada do material viscoelastico em sua estrutura. Este mapeamento foi realizado numa carroceria limpa (BIW, Body in White). A partir deste mapeamento, foi realizada a comparaçao para tres situaçoes de amortecimento: 1) sem amortecimento estrutural; 2) A carroceria sendo tratada com material viscoelastico a base de betumen (manta asfaltica) atualmente utilizado no tratamento de veiculos de passeio em larga escala; 3) Um novo material viscoelastico, LASD/Acusticol (liquid applied sprayable damper), foi aplicado a carroceria nas posiçoes definidas atraves da metodologia proposta. A escolha deste ultimo para ser utilizado na configuraçao otimizada partiu dos resultados de fatores de amortecimento obtidos para os dois materiais atraves do metodo da viga Oberst, segundo a norma ASTM 756-98. Os mapas obtidos atraves da varredura proposta foram comparados a analise modal experimental de regioes da carroceria para validar se os mapas representavam com fidelidade as regioes de maior amplitude. Por fim, foi realizado um estudo do efeito acustico do tratamento de amortecimento definido pela metodologia nas regioes. Este consistiu em um ensaio de beamforming (tecnica de imagem acustica) em um prototipo de carroceria, comprovando a eficiencia do tratamento de amortecimento. Tambem foi proposto um procedimento de otimizaçao topologica atraves de sistema vibrante simples (viga), obtendo resultados satisfatorios de otimizaçao. A metodologia proposta obteve, tambem, resultados significativos de reduçao dos niveis de vibraçao da carroceria, superiores a atual configuraçao, associado a uma reduçao de area de aplicaçao de 26,3%, e uma reduçao de massa de material aplicado de 53,7%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255276.pdf: 2869637 bytes, checksum: d93629b99f32d424408cfa2602c20037 (MD5) / Na atualidade, as empresas de veículos tentam oferecer maior conforto aos passageiros. O ruído e as vibrações provenientes do motor e da suspensão, entre outros, fazem com que o conforto acústico no interior da cabine de passageiros seja pobre. Assim, as características vibroacústicas de diferentes peças e da estrutura do carro devem ser aprimoradas para conseguir controlar o ruído e vibrações indesejados. Em virtude se suas vibrações, as chapas, tais como a placa do piso, teto e placa cortafogo, entre outras, podem se transformar em importantes fontes de ruído. Particularmente, a placa cortafogo, que é aquela que separa o compartimento do motor da cabine de passageiros, tem uma função importante, pois ela é atingida pelas vibrações do motor, gerando ruído. E, além disso, ela atua como barreira do ruído do motor propagando-se pelo ar. Existem diferentes técnicas de controle de amortecimento passivo em placas de carros. Geralmente em todas elas é adicionada uma camada de material de amortecimento, através de mantas asfálticas, spray e uso de materiais compostos laminados. Esta última técnica é talvez a favorita por muitos fabricantes de placas de carro, pois é possível conseguir resultados iguais ou superiores que outras técnicas, mas com pouca adição de massa e aumentando consideravelmente o amortecimento estrutural. No presente trabalho, se pretende fazer uma comparação experimental e simulações numéricas em elementos finitos, do comportamento vibroacústico de duas placas cortafogo semelhantes, porém uma feita com aço normal e a outra com material composto laminado, também conhecido como "Quiet Steel".

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276588.pdf: 12165513 bytes, checksum: eee3d712ee49dfca230583911589deee (MD5) / Com o surgimento de novos materiais para aplicação em produtos inovadores, a engenharia se vê diante de questões a serem solucionadas em praticamente todas as etapas do seu desenvolvimento. Nas etapas de projeto conceitual, preliminar e detalhado do produto, aspectos como processo produtivo e simulação de desempenho mecânico devem ser avaliados com muita atenção de forma que os requisitos técnicos e econômicos sejam atendidos concomitantemente. Neste sentido, os materiais compostos, que estão constantemente em evolução para serem adaptados às novas demandas da engenharia, necessitam de modelos matemáticos aperfeiçoados, de forma que seu comportamento seja compreendido e o desempenho mecânico de produtos fabricados com estes materiais seja previsto. Sendo a injeção um processo produtivo comumente utilizado para fabricar peças em material polimérico, é importante simular não somente seu desempemho mecânico, mas também o processo de injeção. Parâmetros como ponto de injeção, temperatura e pressão de injeção, tensões residuais, são aspectos importantes a serem avaliados nesse momento. Se ao material polimérico forem adicionadas fibras curtas ainda no processo de injeção, de forma a reforçar mecanicamente essa peça, o parâmetro orientação das fibras passa a ter um papel importante nessa avaliação de desempenho, além do fato do material se tornar ortotrópico, tendo propriedades mecânicas diferentes em três eixos ortogonais. Em razão do exposto acima, este trabalho tem como objetivo, desenvolver um modelo matemático para a viscoelasticidade linear ortotrópica para empregá-lo em materiais compostos feitos com uma matriz polimérica com insertos em fibra de vidro curta. Para aplicar este modelo matemático, propôe-se realizar um estudo de caso de uma peça automotiva produzida pela empresa Schaeffler e analisá-la desde o seu processo de injeção até a avaliação do seu desempenho mecânico. Estas duas etapas serão analisadas numericamente fazendo uso de dois softwares que se integram e posteriormente por meio de microscopia eletrônica e ensaio mecânico. Ensaios mecânicos de tração e de fluência em corpos de prova serão realizados de forma a alimentar o modelo matemático com as propriedades mecânicas do material empregado para a fabricação da referida peça. / With the development of new materials for aplication in innovative produts, engineering is in front of questions to be solved in some steps of its design. At the conceitual project, preliminary project and the detailed project of the product, aspects as production process and simulation of the mechanical performance would be analysed in order to technicals and economics requests be met together. So, composites materials which are in constant evolution need advanced mathematical models in order to prevent the mechanical behaviour of components produced with this material. As the injection process is commonly used to produce components in polymeric materials is important to simulate not only the mechanical behavior but also the injection process. Parameters like injection point, temperature and pressure injection and residuals stress are important variables to be analysed. If adicionally short fibers are introduced in the injection process, as a mechanical strengthening to improve the performance of the component, the fiber orientation and the orthotropic properties have to be determined. So, the objectif of this work is to develop a mathematical model for a linear viscoelasticity in composite materials made with polymeric matrix and short fiber. In order to apply this model, it is proposed a case study in an automotive component produced by Schaeffler Company and investigate its injection process and its mechanical behavior. These two steps will be investigated numerically using two softwares that are integrated. After that, electronic microscopy and mechanical tests will be made. Tensile tests and creep tests will be made in specimes in order to determine elastics constants and time variable data for the mathematical model.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-05. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:17Z : No. of bitstreams: 1 000854404.pdf: 2088993 bytes, checksum: 27755a6a32edbefb5a8292b206c46e82 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho são apresentados os resultados dos estudos teórico e numérico de escoamentos Newtoniano e viscoelástico Poiseuille com base no modelo sPTT (simplified Phan-Thien-Tanner ), considerando uma velocidade de escorregamento na parede descrita pela lei de escorregamento Navier-linear. No estudo teórico foi exposta a solução analítica para o referido problema de escoamentos incompressíveis e isotérmicos. As contribuições numéricas deste trabalho são a extensão da metodologia apresentada em [33] para escoamentos com escorregamento na parede. Nessa extensão, os escoamentos com escorregamento poderão ser de fluidos Newtonianos ou viscoelásticos, entretanto, a implementação foi adaptada e verificada apenas para escoamentos confinados. Nos estudos numéricos, será apresentada a estratégia de imposição da velocidade de escorregamento na parede, a qual depende da derivada da velocidade e, adicionalmente no caso viscoelástico, da componente cisalhante do tensor extra-tensão. Outras pequenas, porém importantes, alterações necessárias em decorrência da condição slip também são destacadas. No contexto numérico, a solução analítica será empregada para a verificação da implementação numérica, possibilitando apresentar as análises de convergência da solução numérica para a solução analítica / In this work we present theoretical and numerical results by studying Newtonian and viscoelastic Poiseuille flow based on sPTT model (simplified Phan-Thien-Tanner ), considering a slip velocity on the wall described by the Navier-linear slip law. The theoretical study aims to expose an analytical solution for the problem mencioned above about incompressible and isothermal flow. The numerical contributions of this work is the extension of the methodology presented in [33] to flows under slip wall condition. In this extension, the flows are either Newtonian or viscoelastic fluids; however, an implementation has only been adapted and verified for confined flows. In the numerical studies will be presented a strategy for imposing the slip velocity on the wall, which depends on the derivative of the velocy and additionally, in the viscoelastic case, the shear component of the extra-stress tensor. Other small, but important, changes due to the wall slip condition will also be highlighted. In numeric context, the analytical solution will be used to verify the numerical implementation, what enables presenting the convergence analysis of the numerical solution to the analytical solution

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.

Orientador: Gilcilene Sanchez de Paulo / Banca: Cassio Machiaveli Oishi / Banca: Luiz Jorge Lima Ferrás / Resumo: Neste trabalho são apresentados os resultados dos estudos teórico e numérico de escoamentos Newtoniano e viscoelástico Poiseuille com base no modelo sPTT (simplified Phan-Thien-Tanner ), considerando uma velocidade de escorregamento na parede descrita pela lei de escorregamento Navier-linear. No estudo teórico foi exposta a solução analítica para o referido problema de escoamentos incompressíveis e isotérmicos. As contribuições numéricas deste trabalho são a extensão da metodologia apresentada em [33] para escoamentos com escorregamento na parede. Nessa extensão, os escoamentos com escorregamento poderão ser de fluidos Newtonianos ou viscoelásticos, entretanto, a implementação foi adaptada e verificada apenas para escoamentos confinados. Nos estudos numéricos, será apresentada a estratégia de imposição da velocidade de escorregamento na parede, a qual depende da derivada da velocidade e, adicionalmente no caso viscoelástico, da componente cisalhante do tensor extra-tensão. Outras pequenas, porém importantes, alterações necessárias em decorrência da condição slip também são destacadas. No contexto numérico, a solução analítica será empregada para a verificação da implementação numérica, possibilitando apresentar as análises de convergência da solução numérica para a solução analítica / Abstract: In this work we present theoretical and numerical results by studying Newtonian and viscoelastic Poiseuille flow based on sPTT model (simplified Phan-Thien-Tanner ), considering a slip velocity on the wall described by the Navier-linear slip law. The theoretical study aims to expose an analytical solution for the problem mencioned above about incompressible and isothermal flow. The numerical contributions of this work is the extension of the methodology presented in [33] to flows under slip wall condition. In this extension, the flows are either Newtonian or viscoelastic fluids; however, an implementation has only been adapted and verified for confined flows. In the numerical studies will be presented a strategy for imposing the slip velocity on the wall, which depends on the derivative of the velocy and additionally, in the viscoelastic case, the shear component of the extra-stress tensor. Other small, but important, changes due to the wall slip condition will also be highlighted. In numeric context, the analytical solution will be used to verify the numerical implementation, what enables presenting the convergence analysis of the numerical solution to the analytical solution / Mestre