Nesse trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico (C/C++) para a resolução
de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis, baseado no método de
partículas Lagrangiano, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Tradicionalmente,
duas estratégias são utilizadas na determinação do campo de pressões
de forma a garantir-se a condição de incompressibilidade do fluido. A primeira delas
é a formulação chamada Weak Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH),
onde uma equação de estado para um fluido quase-incompressível é utilizada na determinação
do campo de pressões. A segunda, emprega o Método da Projeção e o campo
de pressões é obtido mediante a resolução de uma equação de Poisson. No estudo aqui
desenvolvido, propõe-se três métodos iterativos, baseados noMétodo da Projeção, para
o cálculo do campo de pressões, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH).
A fim de validar os métodos iterativos e o código computacional, foram simulados dois
problemas unidimensionais: os escoamentos de Couette entre duas placas planas paralelas
infinitas e de Poiseuille em um duto infinito e foram usadas condições de contorno
do tipo periódicas e partículas fantasmas. Um problema bidimensional, o escoamento
no interior de uma cavidade com a parede superior posta em movimento, também foi
considerado. Na resolução deste problema foi utilizado o reposicionamento periódico
de partículas e partículas fantasmas. / In this work, we have developed a numerical simulator (C/C++) to solve incompressible
Newtonian fluid flows, based on the meshfree Lagrangian Smoothed
Particle Hydrodynamics (SPH) Method. Traditionally, two methods have been used to
determine the pressure field to ensure the incompressibility of the fluid flow. The first
is calledWeak Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH) Method, in
which an equation of state for a quasi-incompressible fluid is used to determine the
pressure field. The second employs the Projection Method and the pressure field is
obtained by solving a Poissons equation. In the study developed here, we have proposed
three iterative methods based on the Projection Method to calculate the pressure
field, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) Method. In order to
validate the iterative methods and the computational code we have simulated two
one-dimensional problems: the Couette flow between two infinite parallel flat plates
and the Poiseuille flow in a infinite duct, and periodic boundary conditions and ghost
particles have been used. A two-dimensional problem, the lid-driven cavity flow, has
also been considered. In solving this problem we have used a periodic repositioning
technique and ghost particles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:3026 |
| Date | 25 March 2013 |
| Creators | Mayksoel Medeiros de Freitas |
| Contributors | Helio Pedro Amaral Souto, Hermes Alves Filho, Eduardo Cardoso de Abreu |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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