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Title: Análise acoplada termo-hidráulica de problemas de fluxo em meio poroso não saturado.
Other Titles: Analisys of coupled thermo-hidraulic flow problems in unsaturated porous media.
Authors: Souza, Karla Baêta e
metadata.dc.contributor.advisor: Nogueira, Christianne de Lyra
Keywords: Mecânica do solo
Método das diferenças finitas
Issue Date: 2018
metadata.dc.contributor.referee: Nogueira, Christianne de Lyra
Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
Villar, Lúcio Flávio de Souza
Citation: SOUZA, Karla Baêta e. Análise acoplada termo-hidráulica de problemas de fluxo em meio poroso não saturado. 2018. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Abstract: Os fluxos de umidade e calor em meios porosos não saturados envolvem o movimento da água (líquida e vapor de água), do ar (seco ou dissolvido na água) e do calor que são induzidos pelos gradientes térmicos e de pressão (na fase líquida e gasosa) ao qual o meio poroso está submetido em condições ambientais. O modelo matemático que representa esse fenômeno físico inclui as equações de fluxo de água líquida, de gás e de calor, garantindo a conservação de massa de água e ar e conservação de energia térmica, levando em consideração os princípios hidráulicos e termodinâmicos que descrevem o equilíbrio entre a fase líquida (água líquida e ar dissolvido) e a fase gasosa (ar seco e vapor de água). Este trabalho apresenta uma formulação generalizada, completamente acoplada, do problema de fluxo termo-hidráulico em meios porosos não saturados, considerados indeformáveis, onde as fases se encontram em equilíbrio térmico. A formulação considera a pressão da água, a pressão do gás e a temperatura como variáveis primárias. O presente trabalho traz, ainda, a formulação utilizando o método das diferenças finitas para este problema em condições unidimensionais, a fim de modelar o processo de fluxo na interface solo-atmosfera. Exemplos de verificação envolvendo análises de fluxo em meio não saturado em condições isotérmicas e não isotérmicas são apresentados demonstrando a potencialidade do sistema computacional desenvolvido.
metadata.dc.description.abstracten: The moisture and heat fluxes in unsaturated porous media involve the movement of water (liquid and water vapor), air (dry or dissolved in water) and heat that are induced by thermal and pressure gradients (in the liquid phase and gas) to which the porous medium is subjected under ambient conditions. The mathematical model that represents this physical phenomenon includes the equations of flow of liquid water, gas and heat, ensuring the conservation of water and air mass and conservation of thermal energy, taking into accounting the hydraulic and thermodynamic principles that describe the equilibrium between the liquid phase (liquid water and dissolved air) and the gas phase (dry air and water vapor). This work presents a generalized, fully coupled formulation of the thermos-hydraulic flow problem in unsaturated and undeformable porous media, where the phases are in thermal equilibrium. The formulation considers water pressure, gas pressure and temperature as primary variables. The present work also brings the formulation using the finite difference method for this problem in one-dimensional conditions, in order to model the flux process at the soil-atmosphere interface. Examples of verification involving flow analysis in unsaturated medium in isothermal and nonisothermal conditions are presented demonstrating the potential of the developed computer system.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10040
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 29/06/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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