Análise fundamental do comportamento extensional-cisalhante do escoamento ao redor de um ponto de estagnação aplicado a meios porosos

Lucas Henrique Pagoto Deoclecio¹; Filipe Arthur Firmino Monhol¹; David F. James²

¹ Instituto Federal do Espírito Santo; ² University of Toronto

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0275

Resumo

Nos escoamentos em meios porosos, como os que ocorrem em rochas reservatório, existem incontáveis pontos de estagnação. Conhecer o comportamento do fluido nessas regiões é de grande interesse para prever os mecanismos de resistência ao escoamento. Assim o objetivo deste trabalho foi investigar as taxas de deformação extensional e cisalhante e a razão entre elas ao longo das linhas de corrente de um escoamento simples próximo a um ponto de estagnação contra uma parede plana sob um número de Reynolds muito menor que um. A análise do escoamento foi feita ao longo de diferentes linhas de correntes através do método dos elementos finitos utilizando o software Fluent. Observou-se que o comportamento extensional do escoamento tende a zero quando as suas linhas de corrente ficam aproximadamente paralelas à parede, e é mais significativo naquelas mais próximas à linha de simetria do escoamento. O comportamento cisalhante aumenta ao longo das linhas de corrente mais próximas ao ponto de estagnação e diminui ao longo daquelas mais distantes. O estudo mostra que o escoamento extensional tende a ser predominante (cerca de três vezes maior que o em cisalhamento) antes do ponto de estagnação para as linhas de corrente localizadas mais ao centro. Já o escoamento em cisalhamento é mais relevante para as linhas de corrente mais afastadas do ponto de estagnação e a razão entre as taxas extensional e cisalhante é praticamente constante para este caso. Assim, esse é o primeiro passo para a compreensão da mecânica e da resistência no escoamento de um fluido complexo em uma geometria complexa e como ele se divide.

Palavras-chave: Escoamento Extensional; Escoamento em Cisalhamento; Meios Porosos; Ponto de Estagnação