Desenvolvimento de modelos de gás em rede para escoamentos monofásicos e bifásicos

Abstract

Este trabalho divide-se em duas partes, na primeira parte é apresentado um método para determinação de permeabilidade intrínseca baseado em modelos de gás em rede. Mostra-se que estes modelos possuem um comportamento que pode ser descrito pelas equações de Navier-Stokes para baixo número de Mach. O método foi utilizado para determinação de permeabilidade de rochas de reservatório petrolíferos e os resultados comparados com dados experimentais. Também na primeira parte é apresentado o modelo de rede BGK (Lattice Boltzmann). Baseado na equação de Boltzmann este método permite a integração numérica da equação de Navier-Stokes. São apresentados resultados para escoamentos em uma cavidade quadrada e também a formação das esteiras de vórtices de von-Karman. Na segunda parte, é proposto um novo modelo para a simulação de fluidos imiscíveis baseado na idéia de um campo de mediadores que simulam interações a longa distância utilizando regras locais. Este modelo permite, além disso, o controle da tensão interfacial e da espessura da interface. A dinâmica do modelo é descrita e são apresentados resultados de simulações de diversos casos, incluindo a verificação da lei de Laplace, o fenômeno de coalescência, interações de pares de fluidos molhante/não-molhante com superfícies sólidas e a formação de uma gota sob a ação da gravidade. Estes resultados são comparados com os dados disponíveis.