Some effects of the bulk viscosity coefficient in transient pipe flow

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Autor(es): dc.contributorRachid, Felipe Bastos de Freitas-
Autor(es): dc.contributorCosta, Maria Laura Martins-
Autor(es): dc.contributorGama, Rogério Martins Saldanha da-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4822351020046861-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0161441613726404-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1399058889534718-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5725634441963180-
Autor(es): dc.creatorConsidera, André Luís Peixoto-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:06:56Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:06:56Z-
Data de envio: dc.date.issued2021-07-13-
Data de envio: dc.date.issued2021-07-13-
Data de envio: dc.date.issued2021-03-05-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/22546-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2021.m.12847484728-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/763816-
Descrição: dc.descriptionA análise de escoamento transiente é tipicamente feita usando modelos unidimensionais nos quais os mecanismos dissipativos precisam ser considerados de forma precisa, se uma previsão correta do carregamento hidrodinâmico sofrido pelo sistema é desejada. Porém, o coeficiente de viscosidade volumétrica não é considerado quando desenvolvendo modelos unidimensionais, apesar de exercer um papel importante na atenuação e dispersão de ondas acústicas. Com a intenção de investigar seus efeitos no escoamento transiente em dutos, um modelo unidimensional que leva em conta a viscosidade volumétrica é desenvolvido, por meio da introdução de seus efeitos nas equações de conservação de massa e quantidade de movimento para escoamento transiente. O modelo resultante é hiperbólico, com velocidade de propagação de onda dependente da viscosidade volumétrica. As equações de governo são resolvidas usando o Método das Características (MOC) em um sistema reservatório-tubo-válvula, com transiente gerado pelo fechamento abrupto de válvula. Os efeitos da viscosidade volumétrica são investigados numericamente, no que diz respeito `a resposta de pressão transiente assim como à dissipação de energia. Em relação à resposta de pressão, a viscosidade volumétrica causa mudança no período da onda transiente. Além disso, a dissipação de energia devido a viscosidade volumétrica se manifesta em forma de picos de alta intensidade de dissipação, ocorrendo na medida que a frente de onda atravessa o duto. Uma análise energética global, revela que, para algumas condições paramétricas, a dissipação devida à viscosidade volumétrica é importante, sendo comparável à dissipação devida à tensão de cisalhamento na parede-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.-
Descrição: dc.descriptionTransient analysis is typically done using one-dimensional models in which the dissipative mechanisms need to be properly taken into account, if one aims to obtain an accurate prediction of the hydrodynamic loading endured by the system. Nonetheless, the bulk viscosity coefficient is not considered when developing one-dimensional models, despite playing an important role in the attenuation and dispersion of acoustic waves. In order to investigate bulk viscous effects in transient pipe flow, a one-dimensional waterhammer model taking into account the bulk viscosity coefficient is developed, by introducing its effects in the mass and momentum conservation equations for water-hammer. The resulting model is shown to be hyperbolic, with wave speed dependent on the bulk viscosity. The governing equations are solved by the Method of Characteristics (MOC) in a reservoir-pipe-valve system, with transient generated by sudden valve closure. The effects of the bulk viscosity coefficient are numerically investigated, regarding the transient pressure response as well as the energy dissipation. Concerning the pressure response, the bulk viscosity is shown to alter the period of the transient wave. In addition, it is shown that the dissipation due to the bulk viscosity manifests itself in the form of high intensity spikes of dissipation , taking place as the wavefront passes. A global energy analysis reveals that, for some parametric conditions, the dissipation due to bulk viscosity is important, being comparable to the dissipation due to wall shear stress-
Descrição: dc.description70 f.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languageen-
Publicador: dc.publisherNiterói-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectTransiente-
Palavras-chave: dc.subjectViscosidade volumétrica-
Palavras-chave: dc.subjectEnergia-
Palavras-chave: dc.subjectEscoamento de fluidos-
Palavras-chave: dc.subjectViscosidade-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia mecânica-
Palavras-chave: dc.subjectTransient-
Palavras-chave: dc.subjectBulk viscosity-
Palavras-chave: dc.subjectEnergy-
Título: dc.titleSome effects of the bulk viscosity coefficient in transient pipe flow-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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