Estudo numérico de escoamento viscoelástico e eletroosmótico com potenciais dependente do tempo (2018)
- Authors:
- Autor USP: BEZERRA, WESLEY DE SOUZA - ICMC
- Unidade: ICMC
- Sigla do Departamento: SME
- Subjects: MECÂNICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; MATEMÁTICA APLICADA
- Keywords: Electro-osmotic; Eletroosmótico; HiG-Flow; HiG-Flow; Potencial dependente do tempo; Time-dependent potential; Viscoelastic; Viscoelástico
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho será investigado o comportamento de escoamentos de fluidos newtonianos e não-newtonianos em microcanais. O problema não-newtoniano, consiste em resolver as equações que regem o movimento para o caso de um escoamento de fluidos cujas propriedades reológicas possam ser estudadas pelo modelo constitutivo de Phan-Thien-Tanner, como por exemplo os materiais poliméricos. Uma das características interessantes de alguns destes materiais é que eles podem ser misturados com solventes apropriados, como uma solução eletrolítica, e o resultado é que este fluido como um todo passa a ter propriedades elétricas. Assim, além das propriedades viscoelásticas, será investigada a eletrocinética do escoamento, que é diretamente influenciado pela aplicação de um campo elétrico externo. Em particular o fenômeno de eletrosmose será estudado neste trabalho por meio de simulações numéricas em canais planos e bocais. Escoamentos através de bocais podem ser úteis na realização da mistura de fluidos. Neste trabalho, apresentamos uma aproximação numérica para a simulação dos vórtices que ocorrem logo após a passagem do fluido pela contração no bocal. Além disso, foram feitas simulações com potenciais dependentes do tempo e as variações nas propriedades do fluido viscoelástico para este tipo de escoamento. O movimento das cargas na solução é descrito pelas equações de Poisson-Nernst-Planck e para resolver numericamente este problema será aplicado o método das diferenças finitasgeneralizadas. O código para as simulações de escoamentos eletrosmóticas foi implementado como uma parte do sistema chamado HiG-Fow, que é capaz de realizar simulações de outros tipos de escoamentos além dos investigados nesta tese. A modularidade desse sistema possibilita ao usuário a implementação de pacotes de acordo com o tipo de escoamento a ser estudado. Os resultados obtidos indicam que a tensão viscoelástica é resistente a mudanças bruscas no escoamento, isto é, as oscilações da tensão normal dependem da frequência aplicada. Quanto maior a frequência menor é a amplitude do tensor. Esperamos que este trabalho contribua para um melhor entendimento de escoamentos dependente do tempo, possibilitando melhorias na tecnologia de dispositivos microfluidicos.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 07.11.2018
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ABNT
BEZERRA, Wesley de Souza. Estudo numérico de escoamento viscoelástico e eletroosmótico com potenciais dependente do tempo. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-25032019-143632/. Acesso em: 29 jan. 2026. -
APA
Bezerra, W. de S. (2018). Estudo numérico de escoamento viscoelástico e eletroosmótico com potenciais dependente do tempo (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-25032019-143632/ -
NLM
Bezerra W de S. Estudo numérico de escoamento viscoelástico e eletroosmótico com potenciais dependente do tempo [Internet]. 2018 ;[citado 2026 jan. 29 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-25032019-143632/ -
Vancouver
Bezerra W de S. Estudo numérico de escoamento viscoelástico e eletroosmótico com potenciais dependente do tempo [Internet]. 2018 ;[citado 2026 jan. 29 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-25032019-143632/
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