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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.1999.tde-17062024-144121
Document
Author
Full name
Alexandre Augusto Barbosa
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 1999
Supervisor
Committee
Chaudhry, Fazal Hussain (President)
Coiado, Evaldo Miranda
Ortiz, Jayme Pinto
Righetto, Antonio Marozzi
Souza, Podalyro Amaral de
Title in Portuguese
Correntes de densidade em reservatórios
Keywords in Portuguese
corrente de densidade
escoamento estratificado
velocimetria a laser
Abstract in Portuguese
Este trabalho traz, como contribuições principais, o estudo do fenômeno de correntes de densidade em reservatórios não-estratificados, com escoamentos em regimes não-permanente e permanente. Os escoamentos são analisados para uma ampla faixa denúmeros de Reynolds e Richardson na entrada do reservatório. São realizados experimentos laboratoriais envolvendo o método VLPI (Velocimetria a Laser por Processamento de Imagens) com o objetivo de se confirmar a hipótese de escoamentounidimensional para uma grande variedade de tipos de correntes de densidade. Em função dessa hipótese, é apresentado um modelo numérico híbrido baseado na Equação de Transporte de Reynolds - com a conservação de volume, da massa e da quantidadede movimento - com o intuito de se obterem componentes de velocidade tridimensionais, a aceleração reduzida da gravidade e características geométricas da corrente ao longo do reservatório, em regime permanente. Sào considerados como resultadossatisfatórios deste trabalho a qualificação da importância das grandezas governantes do fenômeno, a visualização com o método VLPI (mostrando unidimensionalidades de vetores, zonas de alta turbulência e outras características hidrodinâmicas) e aconfirmação da imprecisão de soluções analíticas envolvendo somente um par de forçass preponderantes. Quanto às simulações numéricas, percebe-se, principalmente, a necessidade de implementações no modelo no que se refere à abrangência do coeficiente de carreamento e análise em regime não-permanente
Title in English
Density currents in reservoirs
Keywords in English
density current
laser velocimetry
stratified flows
Abstract in English
This work brings, as main contributions, the study of the phenomenon of density currents in no-stratified reservoirs, with flows in unsteady and steady regimes. Flows are analyzed for a wide range of Reynolds and Richardson numbers in the entrance of the reservoir. Laboratoriais experiments are made involving the PIV method (Particle Image Velocimetry) with the purpose of confírming the hypothesis of one-dimensional flow for a great variety of types of density currents. In fünction of this hypothesis, a hybrid numeric model is presented based on Reynolds Transpoifs Equation - focusing the conservation for volume, for mass and momentum- with the intention of obtain three-dimensional components of velocities, reduced acceleration of gravity and geometric characteristics of current along the reservoir, in steady regime. Are considered as satisfactory the results of this work: qualification of importance of the goveming parameters of the phenomenon, visualization with the PIV method (showing one-dimensionality of vectors, zones of high turbulence and other hydrodynamic characteristics) and confirmation of imprecision of analytic Solutions involving only a pair of preponderant forces. About the numeric simulations is noticed, mainly, the need of complementation of the model in what refers to the inclusion of the entrainment coefFicient and the analysis in unsteady regime.
 
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Publishing Date
2024-06-17
 
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