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http://hdl.handle.net/1843/SBPS-7B5J63| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Desenvolvimento e implementação do método difusional bidimensional transiente para solução numérica de problemas convectivos difusivos |
| Authors: | Luiz Claudio Alvarenga Crespo |
| First Advisor: | Wanyr Romero Ferreira |
| First Referee: | Alberto Avellar Barreto |
| Second Referee: | CARLOS MAGNO FERNADNES |
| Third Referee: | Marcio Ziviani |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Mauri Fortes |
| Abstract: | O estudo de contaminação da água subterrânea passa pela interpretação dos mecanismos relevantes envolvidos na migração do contaminante (problemas de transporte). Tais problemas são descritos por equações de convecção-difusão cuja solução numérica pode ser obtida por meio de técnicas discretas, quando o problema é dominado pela difusão. No entanto, quando tais problemas são dominados pela convecção, as técnicas numéricas clássicas apresentam dificuldades relacionadas com a dispersão e oscilações numéricas. A necessidade de aprimoramento desses métodos, principalmente, no tratamento de problemas predominantemente convectivos pode ser verificada pelos inúmeros métodos e técnicas ad doc que têm sido desenvolvidos com este fim. Tais técnicas modificam os parâmetros da equação convectivo-difusiva, o que pode conduzir a erros de solução e dúvidas quanto ao problema que realmente se está resolvendo. Recentemente, foi desenvolvida uma técnica, denominada método difusional, que propõe uma modificação na equação de convecção-difusão de forma a torná-la puramente difusiva, através de manipulação algébrica, sem perder as características da equação original, visando sua solução pelas técnicas clássicas de diferenças, volumes ou elementos finitos.Este trabalho desenvolve o método difusional para solução de problemas bidimensionais convectivo-difusivos transientes acoplado à técnica de volumes finitos. O algoritmo numérico teve por base a adptação de um esquema existente na literatura para a solução de problemas puramente difusivos o CONDUCT desenvolvido por Patankar (1991). Foram feitos testes com dois problemas benchmark, com objetivo de testar a performance do esquema proposto. Também aplicou-se a técnica para resolver um problema real e a solução obtida foi comparada com os resultados da literatura. Os resultados obtidos mostram que o método difusional é uma ferramenta eficiente para solução de problemas convectivo-difusivos bidimensionais transientes e é uma técnica de fácil implementação. |
| Abstract: | The study of groundwater contamination involves understanding the relevant mechanisms involved in the migration of pollutants (transport problems). Such problems are governed by convection-diffusion equations whose numerical solutions can be obtained through discrete techniques, when the problem is dominated by diffusion. However, when such problems are dominated by convection, classical numerical techniques present difficulties related to dispersion and numerical oscillations. The need for improving those methods, mainly in the study of convective problems, can be assessed by several methods and 'ad doc' techniques that have been developed to solve this kind of problems. Such techniques modify the parameters of the convective diffusive equation, fact that lead to solution mistakes and to doubts about which problem is really being solved. A recently developed technique, named diffusional method, proposes a modification of the convection-diffusion equation to a purely diffusive equation, through algebraic manipulation without losing the characteristics of the original equation, in such way that the resulting equation can be solved by means of the classical techniques of finite differences, finite volumes or finite elements. This work develops the diffusional method to solve two-dimensional transient convective diffusive problems by the finite volumes technique. The numeric algorithm had for base the adptação of an existent program in the literature for the solution of problems purely diffusives, CONDUCT developed by Patankar (1991). Tests with two benchmark problems, aiming to investigate the performance of the proposed technique were made. Also, the proposed technique was utilized to solve a real problem and the results obtained were compared against the literature values. The results show that the difusional method is an efficient tool and simple tool for solving transient two-dimensional convective diffusive problems |
| Subject: | Aguas subterraneas Poluição Difusão de processos Mecanica dos fluidos Engenharia mecânica Solos Contaminação Calor Convecção |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/SBPS-7B5J63 |
| Issue Date: | 18-Sep-2006 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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