https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12681
Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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Clase: | Tese |
Título : | Métodos baseados em volumes finitos aplicados a problemas de dinâmica dos fluidos e de mudança de fase |
Autor(es): | Odone, Maicon William Niebus |
Orientador: | Toledo, Elson Magalhães |
Co-orientador: | Barra, Luis Paulo da Silva |
Miembros Examinadores: | Fonseca, Leonardo Goliatt da |
Miembros Examinadores: | Rocha, Bernardo Martins |
Miembros Examinadores: | Loula, Abimael Fernando Dourado |
Miembros Examinadores: | Alves, José Luis Drummond |
Resumo: | Diversas aplicações relacionadas com a mecânica do contínuo tratam de processos como solidificação e derretimento de materiais, convecção natural, tensões e deformações em sólidos, dentre outras. Na indústria bélica, por exemplo, a manufatura de materiais explosivos como granadas de grosso calibre, requer cuidadoso processo de manuseio, preenchimento e resfriamento adequado dos materiais energéticos fundidos em moldes. O monitoramento inadequado destas etapas podem resultar em contrações, trincas, bolhas de ar, e descolamento do material do seu molde, o que pode acarretar desde custos excessivos em sua produção à falhas catastróficas relacionadas ao produto final. Desta maneira, o desenvolvimento de modelos matemáticos, a implementação de técnicas e emprego de ferramentas computacionais existentes permitem o estudo, a previsão e a simulação destes fenômenos com baixo custo financeiro e com resultados tão confiáveis quanto a experimentação. No que tange a metodologias computacionais, técnicas como o Método dos Volumes Finitos e o Método dos Elementos Finitos são amplamente empregados nos processos de discretização e solução dos conjuntos de equações diferenciais parciais que governam os fenômenos encontrados nestes processos. Uma alternativa que reúne características do Método dos Elementos Finitos e do Método dos Volumes Finitos, conhecida por Método de Volumes de Controle Baseado em Elementos Finitos é um dos focos apresentados neste trabalho. Além disso, a ferramenta computacional OpenFOAM, um conjunto de aplicações de código aberto voltados a problemas gerais de mecânica do contínuo também será abordado. Diversos problemas das áreas de dinâmica dos fluidos e de mudança de fase serão apresentados para destacar tais aplicações. |
Resumen : | Several applications related to continuum mechanics deal with processes as such as solidification and melting of materials, natural convection, stress and strains in solids, among other phenomena. In the defense industry, for example, the manufacture of explosive materials such as large-caliber grenades, requires care in the handling process, proper filling and cooling of molten energetic materials in molds. Inadequate monitoring of these steps results in contractions, hot tearings, air bubbles, and material supression from its mold, which can lead from excessive production costs to catastrophic failures related to the final product. In this way, the development of mathematical models, the implementation of techniques and use of existing computational tools allow the study, the prediction and simulation of these phenomena with low financial cost and with results as reliable as experimentation. Regarding to computational methodologies, techniques such as the Finite Volume Method and the Finite Element Method are widely used in discretization and solution processes of the partial differential equations sets that govern the phenomena found in these processes. An alternative that combines characteristics of both Finite Element Method and Finite Volume Method, known as Control Volume Finite Element Method is one of the focuses presented in this work. Besides, the computational tool OpenFOAM, a set of open source applications focused on general problems of continuum mechanics will also be addressed. Several problems in the areas of fluid dynamics and phase change will be presented to illustrate such applications. |
Palabras clave : | Método dos volumes finitos Método dos elementos finitos Método de volumes de controle baseados em elementos finitos Métodos numéricos OpenFOAM Finite volume methods Finite element methods Control volume finite element methods Numerical methods |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editorial : | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Sigla de la Instituición: | UFJF |
Departamento: | Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional |
Clase de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI : | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12681 |
Fecha de publicación : | 18-dic-2020 |
Aparece en las colecciones: | Doutorado em Modelagem Computacional (Teses) |
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