UM MÉTODO MESHLESS PARA SIMULAÇÃO DE ESCOAMENTO DE FLUIDOS EM CAVIDADES DE MOLDES

Kémelli Campanharo Estacio¹; Valdemir Garcia Ferreira¹; Luis Gustavo Nonato¹; Norberto Mangiavacchi²

¹ Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação, ICMC-USP; ² Faculdade de Engenharia Mecânica, FEN-UERJ

Resumo

Métodos computacionais convencionais como Diferenças Finitas, Elementos Finitos e Volumes Finitos compartilham a característica de serem fortemente baseados na malha computacional, e por esta razão não são adequados para tratar casos com descontinuidades que não coincidem com as arestas da malha. Mesmo na ausência de descontinuidades não é raro o custo do cálculo da malha ser superior ao custo associado à resolução das equações propriamente ditas. Como uma alternativa, neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e alguns resultados obtidos pela implementação de um método numérico para simular escoamentos de fluidos em superfícies definidas por pontos não organizados, evitando completamente o uso de malhas. A equação de Hele-Shaw é derivada por meio de simplificações nas equações de conservação e aproximada utilizando-se uma adaptação do método Smoothed Particle Hydrodynamics para o caso em que as partículas utilizadas na discretização não se movem. Uma nova abordagem para o tratamento da superfície livre do escoamento, baseada no método Volume of Fluid, é proposta.

Palavras-chave: moldagem por injeção; métodos meshless; equação de Hele-Shaw; superfície livres.