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Título (s) alternativo (s): Simplified troubleshooting of fluid-structure interaction problems applied to drilling engineering.
Autor: Bezerra, Fabrizio Soares
Primer orientador: Santos, Daniel Dall'Onder dos
Primer coorientador: Padilla, Elie Luis Martínez
Primer miembro de la banca: Lima, Antônio Marcos Gonçalves de
Segundo miembro de la banca: Camacho, Ramiro Gustavo Ramirez
Resumen: Em várias situações práticas existem escoamentos viscosos e incompressíveis através de espaços anulares cilíndricos, sendo estes resultantes da rotação de um dos cilindros ou ambos (escoamento de Taylor-Couette), ou pela superposição da rotação com um movimento imposto na direção axial (escoamentos de Taylor-Couette-Poiseuille ou Taylor-Couette espiral). São exemplos escoamentos em reatores químicos, mancais e devido a perfuração de poços de petróleo e gás. O desenvolvimento de uma plataforma numérica robusta capaz de simular estes tipos de escoamentos além de problemas clássicos de mecânica dos fluidos é o objetivo geral deste trabalho. Com isso, buscou-se realizar adequações em uma plataforma numérica já existente para que problemas clássicos como cavidade tridimensional, escoamento entre placas planas e paralelas, canal cilíndrico, canal cilíndrico anular e problemas simplificados aplicados à engenharia de perfuração pudessem ser estudados e caracterizados. Todos os problemas foram resolvidos através da solução numérica das equações de Navier-Stokes e conservação de massa, sendo a discretização espacial feita pelo Método dos Volumes Finitos e a discretização temporal pelo método de Adams-Bashforth. Para os problemas com interação fluido-estrutura utilizou-se o método da fronteira imersa, onde a distribuição e interpolação das variáveis são feitas através de Reconstrução por Mínimos Quadrados Móveis (MLS). Os resultados obtidos são apresentados na forma qualitativa e quantitativa, através de tabelas, gráficos, diagramas de cores para campos escalares, campos vetoriais e linhas de corrente, os quais são comparados com trabalhos da literatura apresentando sempre uma boa concordância.
Palabras clave: Escoamentos em canais anulares.
Cita: BEZERRA, F. S., Solução de problemas simplificados de interação fluido-estrutura aplicados à engenharia de perfuração - Uberlândia. 2017. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.