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Previous issue date: 2014-03-31 / Gravity currents begin when two fluid bodies, with different densities, collides one against other, starting a relative movement in both. This currents are called polydisperses when the excess in density is due to the presence of more than one type of particles, which are characterized by their diameter, diluted in dispersant phase. The purpose of this research is to investigate, using Direct Numerical Simulation (DNS), how different combinations of fine and coarse particles affect the dynamics of the current when two different boundary conditions are imposed on the bottom wall of the domain. There is also interest, using 3D simulation, in investigate how the main tri-dimensional structures influences in its dynamics. Data of an experimental work are used to validate and compare the results for the final deposit profile and front evolution of the current. The suspended mass and complete energy budget are also presented. Two-dimensional simulations showed that the addition of a small amount of fine particles, into a current predominantly composed by coarse particles, affect more significantly the features of the flow than the opposite. Comparisons show us the inability of the two-dimensional simulation to reproduce accurately the intense turbulence generated in 3D, resulting an error in the dissipation term due to convective motion. / Correntes de gravidade tem in?cio quando corpos fluidos de diferentes densidade se encontram, dando in?cio ? um movimento relativo entre ambos. Estas correntes s?o ditas poli-dispersas quando o excesso na densidade acontece pela presen?a de mais de uma fra??o granulom?trica, caracterizadas pelo di?metro da part?cula, dilu?das na fase dispersante. A inten??o desta pesquisa ? investigar, atrav?s da Simula??o Num?rica Direta (DNS), como a combina??o de diferentes propor??es iniciais de duas fra??es granulom?tricas, uma dita mais fina e a outra dita mais grossa, afeta a din?mica da corrente. Outro ponto investigado ? o comportamento da corrente quando imp?e-se, na parede inferior do dom?nio de c?lculo, duas condi??es de contorno diferentes: a) fluxo de part?culas atrav?s do fundo; b) fluxo nulo de part?culas atrav?s do fundo. Busca-se tamb?m, atrav?s de simula??o 3D, determinar como as principais estruturas tridimensionais influenciam nesta din?mica. Utilizam-se os resultados de um trabalho experimental para validar e comparar os resultados obtidos para o perfil de dep?sito e evolu??o da frente da corrente. A quantidade de massa suspensa e o balan?o completo de energias s?o apresentados. Atrav?s de simula??es 2D foi poss?vel mostrar que a adi??o de pequenas quantidades de part?culas finas, em uma corrente predominantemente composta por part?culas grossas, afeta mais as caracter?sticas do escoamento do que o contr?rio. Compara??es mostram a incapacidade da simula??o bidimensional reproduzir, de forma precisa, a intensa turbul?ncia gerada em uma simula??o tridimensional, o que resulta em erros na estimativa da perda dissipativa devida ao movimento convectivo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/3254 |
| Date | 31 March 2014 |
| Creators | Francisco, Ezequiel Pelisoli |
| Contributors | Silvestrini, Jorge Hugo |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PUCRS, BR, Faculdade de Engenharia |
| 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 PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -7432719344215120122, 500, 600, -655770572761439785 |
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