Banca de DEFESA: GUSTAVO HENRIQUE BORGES MARTINS

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : GUSTAVO HENRIQUE BORGES MARTINS
DATA : 30/08/2021
HORA: 14:00
LOCAL: Videoconferência
TÍTULO:

Simulação numérica de materiais granulares: Efeito castanha do Pará e transporte de sedimentos

PALAVRAS-CHAVES:

Materiais granulares. Simulação computacional. Método de Elemento Discreto (DEM). Fluidodinâmica Computacional (CFD). Efeito castanha do Pará (BNE). Transporte de sedimentos.

PÁGINAS: 135
RESUMO:

A simulação de materiais granulares é estudada nas academias de todo o mundo, também aplicada em indústrias e empresas de engenharia. Para o entendimento e quantificação das proprieadades dos materiais granulares, o Método de Elementos Discretos, ou Discrete Element Method (DEM), é uma das técnicas computacionais mais usada para simular o comportamento de materiais granulares. Muitos dos desafios de se compreender o comportamento de materiais granulares têm início no fenômeno de segregação de grãos secos. Classicamente, temos o efeito castanha do Pará - Brazil Nut Effect (BNE) - que consiste em um material granular confinado contendo grãos de diferentes volumes e que, quando agitados, exibem segregação, sendo que os grãos maiores ascendem até a superfície. Por muitos anos, acreditou-se que esta segregação ocorria devido a presença de paredes que confinam o material. Na primeira parte desta tese mostramos que em sistemas com condição periódica de contorno também pode ocorrer o BNE. Propomos que o BNE se comporta com efeito ressonante, e diferenciamos os sistemas com paredes do com condição periódica de contorno usando a função de grandes desvios - Large-Deviation function (LDF). Na segunda parte desta tese estudamos também o transporte de sedimentos, que ocorre na interação entre granulares e fluidos. Para simular o comportamento de materiais granulares imersos em um fluido, utilizamos uma técnica de Fluidodinâmica Computacional, ou Computational Fluid Dynamics (CFD). Os sedimentos sólidos se movem em um campo de velocidades transportados pelo fluido. Três parâmetros adimensionais são necessários para descrever o comportamento do transporte: o número de Reynolds, que relaciona as forças inerciais com as forças viscosas, e consequentemente os efeitos de turbulência do fluido; o número de Shields, que está relacionado com a as forças de arraste e as forças inerciais do fluido; e finalmente, a razão de densidade entre o sólido e a fase fluida. É possível reproduzir os diferentes modos de transporte apenas mudando tais parâmetros adimensionais. Nesta tese, calculamos o tempo de saturação para o modo bedload no regime viscoso, e também predizemos o tempo de saturação para este modo de transporte. Este estudo de transporte de sedimentos foi possível graças ao doutorado sanduíche realizado no PMMH-ESPCI com a bolsa CAPES No.88881.187077/2018-01.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - ALLBENS ATMAN PICARDI FARIA
Externo à Instituição - FELIPE GALVÃO RAFAEL MAGALHÃES - UFV
Interno - GIANCARLO QUEIROZ PELLEGRINO
Interno - JOSE GERALDO PEIXOTO DE FARIA
Externo à Instituição - WELLES ANTÔNIO MARTINEZ MORGADO - PUC - RJ