Estudo da fase gravitacional-inercial do espalhamento de óleo em mar calmo empregando o método lagrangiano de partículas smoothed particle hidrodynamics
| dc.contributor.advisor1 | Aquije Chacaltana, Julio Tomás | |
| dc.contributor.author | Fraga Filho, Carlos Alberto Dutra | |
| dc.contributor.referee1 | Rigo, Daniel | |
| dc.contributor.referee2 | Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira | |
| dc.contributor.referee3 | Maciel, Geraldo de Freitas | |
| dc.contributor.referee4 | Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo | |
| dc.date.accessioned | 2018-08-24T22:56:02Z | |
| dc.date.available | 2018-08-24 | |
| dc.date.available | 2018-08-24T22:56:02Z | |
| dc.date.issued | 2014-12-15 | |
| dc.description.abstract | Oil spill on the sea is considered a serious environmental problem. It can occur during oil well drilling, repair and transport operations. The spreading of oil is due to the tendency of the pollutant to flow over itself. Knowledgement of oil physical properties during the spreading, like velocities and positions allows the adoption of environmental protection actions. The modelling of the physical process, due to a balance between gravitational, inertial, viscous and interfacial tension forces, started during the mid-twentieth century, when Fay adjusted curves to experimental data, considering a calm sea condition. These adjusted curves, defined for idealized theoretical conditions are still used, with some modifications. This Thesis presents the development and implementation of a purely Lagrangian meshless model, considering the fundamentals of the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method for the study of the spreading of oil. A model for the collisions between the particles and boundary was implemented, with the definition of a coefficient of restitution of kinetic energy. The model was validated by using results, from the literature, for classical problems: heat diffusion on a flat plate, static tank containing an incompressible fluid and dam breaking. After model validation, it was performed the numerical simulation of the spreading of oil on calm sea conditions, in its first phase (gravitational-inertial). There was agreement between the numerical results obtained with the use of an appropriate coefficient of restitution of kinetic energy and those provided by the adjusted curve proposed by Fay, for the diameter of the oil slick at the end of the studied phase. | eng |
| dc.description.resumo | O derramamento do óleo no mar tem-se apresentado como um grave problema ambiental. Pode ocorrer durante as várias etapas de perfuração de poços, operações de reparo ou durante o transporte. O espalhamento do óleo se deve `a tendência que o poluente tem de escoar sobre si mesmo. O conhecimento de suas propriedades físicas durante o espalhamento, como velocidades e posições, permite a adoção de medidas de proteção ambiental. A modelagem deste processo físico - realizado por um balanço entre as forças gravitacional, inercial, viscosa e de tensão interfacial - remonta aos meados do século XX, com o ajuste de curvas, por Fay, aos resultados de experimentos realizados em condição de mar calmo. Estas curvas, definidas para condições teóricas idealizadas, continuam sendo utilizadas, com algumas modificações. Esta Tese de Doutorado apresenta o desenvolvimento e a implementação de um modelo puramente lagrangiano de partículas sem malhas, a partir dos fundamentos do método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para o estudo do espalhamento do óleo. A modelagem das colisões das partículas contra os contornos foi implementada, com a definição de um coeficiente de restituição de energia cinética. O modelo foi validado utilizando-se resultados para problemas clássicos da literatura: difusão de calor em uma placa plana, reservatório em repouso contendo um fluido incompressível e ruptura da barragem. Após a validação do modelo, realizou-se simulação numérica do espalhamento, em condições de mar calmo, em sua primeira fase (gravitacional-inercial). Houve concordância entre os resultados numéricos obtidos quando empregado um adequado coeficiente de restituição de energia cinética e os fornecidos pela curva ajustada proposta por Fay para o diâmetro da mancha ao final da fase estudada. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufes.br/handle/10/10321 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Doutorado em Engenharia Ambiental | |
| dc.publisher.department | Centro Tecnológico | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Pressão modificada | por |
| dc.subject | Restituição de energia cinética | por |
| dc.subject.br-rjbn | Partículas | |
| dc.subject.br-rjbn | Derramamento de óleo | |
| dc.subject.cnpq | Engenharia sanitária | |
| dc.subject.udc | 628 | |
| dc.title | Estudo da fase gravitacional-inercial do espalhamento de óleo em mar calmo empregando o método lagrangiano de partículas smoothed particle hidrodynamics | |
| dc.type | doctoralThesis |
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