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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Modelagem do escoamento de fluídos em meios porosos utilizando a estrutura de dados Autonomous Leaves Graph
Authors: Luccas Cassimiro Campos
First Advisor: Rodney Josue Biezuner
First Co-advisor: Denise Burgarelli Duczmal
First Referee: Ricardo Hiroshi Caldeira Takahashi
Second Referee: Eduardo Cardoso de Abreu
Abstract: A simulação do escoamento multicomponente de fluidos em meios porosos requer o tratamento de fenômenos localizados, tais como frentes de concentração e gradientes de pressão, assim como a consideração da geometria do meio. O fato de serem localizados nos sugere a utilização de uma malha adaptativa, altamente refinada nas regiões onde é necessária uma melhor resolução, e pouco refinada onde o fluxo de massa é menor. O presente trabalho tem como objetivo a utilização da metodologia conhecida como Autonomous Leaves Graph (ALG) na simulação do escoamento de fluidos em meios porosos. A estrutura ALG tem se mostrado eficiente em problemas que envolvem refinamento adaptativo da malha, permitindo um refinamento local e a coexistência de regiões vizinhas com níveis de refinamento arbitrariamente diferentes. Utilizaremos o método misto-híbrido de elementos finitos para a solução da Equação Diferencial Parcial elíptica dada pela Lei de Darcy, e o método donor cell upwind scheme de volumes finitos para avançar no tempo a concentração do tracer (marcador) em cada célula. Aplicamos a técnica de refinamento adaptativo à simulação do escoamento monofásico bicomponente em um meio poroso. São discutidos os resultados numéricos obtidos na simulação do escoamento bidimensional.
Abstract: Multicomponent flow through porous media simulation involves the treatment of localized phenomena, such as concentration fronts, pressure gradients or geometry of the media. This suggests the use of an adaptive mesh, that is highly refined in the regions on which a better resolution is needed and less refined where the mass flow is small. The present work intends to use the methodology known as Autonomous Leaves Graph (ALG) to simulate fluid flow through porous media. The ALG structure have been showing being efficient on problems that involve adaptive mesh refinement, allowing local refining and the coexistence of neighbor regions with arbitrarily different refinement levels. We use a mixed-hybrid finite element method to solve the elliptic Partial Differential Equation given by Darcys Law, and the donor cell upwind scheme finite volume method to update tracer concentrations within each cell. The adaptive refinement technique is applied to monofasic bicomponent flow through a porous medium and numerical results of the bidimensional flow simulation are discussed.
Subject: Matemática
Equações diferenciais elipticas
Escoamento
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/EABA-9EAKYQ
Issue Date: 9-Dec-2013
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