Simulação do escoamento EMHD de um fluido micropolar em um duto quadrado utilizando a técnica da transformada integral generalizada

SOUZA, Andreo Carlos Magalhães

Dissertação

Simulação do escoamento EMHD de um fluido micropolar em um duto quadrado utilizando a técnica da transformada integral generalizada

This paper aims to perform the kinetic, microrotational and thermal analyses of an electromagnetohydrodynamic (EMHD) flow of a micropolar fluid within a quadratic section duct subjected to an external magnetic field, where the mathematical formulation takes into account a pulsatile pressure differen...

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Autor principal:	SOUZA, Andreo Carlos Magalhães
Grau:	Dissertação
Idioma:	por
Publicado em:	Universidade Federal do Pará 2025
Assuntos:	Eletromagnetohidrodinâmica (EMHD) Micropolar Microrrotação Microbomba Força de Lorentz Navier-Stokes Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) Microcanal. CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA ENGENHARIA DE PROCESSOS INORGÂNICOS DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS
Acesso em linha:	https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17335

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spelling	ir-2011-173352025-05-08T18:35:10Z Simulação do escoamento EMHD de um fluido micropolar em um duto quadrado utilizando a técnica da transformada integral generalizada SOUZA, Andreo Carlos Magalhães QUARESMA, João Nazareno Nonato http://lattes.cnpq.br/7826389991864785 MIYAGAWA, Helder Kiyoshi http://lattes.cnpq.br/5848592858919971 https://orcid.org/0000-0001-9365-7498 HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-9346-4696 Eletromagnetohidrodinâmica (EMHD) Micropolar Microrrotação Microbomba Força de Lorentz Navier-Stokes Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) Microcanal. CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA ENGENHARIA DE PROCESSOS INORGÂNICOS DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS This paper aims to perform the kinetic, microrotational and thermal analyses of an electromagnetohydrodynamic (EMHD) flow of a micropolar fluid within a quadratic section duct subjected to an external magnetic field, where the mathematical formulation takes into account a pulsatile pressure difference. The flow is transient, two-dimensional in laminar regime and has constant physical properties. The resulting nonlinear differential equations (Navier-Stokes Equation, Microrotation Equation and Energy Equation) were solved using the hybrid (analytic-numerical) GITT (Generalized Integral Transform Technique) technique and a computer code was synthesized in Wolfram Mathematica v. 11.3 software with the objective of numerically solving the proposed model. Aiming to analyze the consistency of the technique, the convergence analysis of the variables central velocity, central microrotation, central temperature, average velocity, average temperature, wall stress and Nusselt number was initially performed. Next, the numerical verification of the method is presented by comparing the results of GITT with that of the NDSolve routine of the software used. The analysis of the parameters involved in the flow (Strouhal number, Hartmann number, Prandtl number, Eckert number, electrical parameter, micropolarity parameter, mean pressure gradient, microrotation viscosity and pressure pulse frequency) and the physical interpretation of the variation of each of them is also performed. FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas Este trabalho tem como objetivo realizar as análises cinética, microrrotacional e térmica de um escoamento eletromagnetohidrodinâmico (EMHD) de um fluidor micropolar no interior de um duto de seção quadrática submetidas a um campo magnético externo, onde a formulação matemática leva em consideração uma diferença de pressão pulsátil. O escoamento é transiente, bidimensional em regime laminar e têm propriedades físicas constantes. As Equações diferenciais não lineares resultantes (Equação de Navier-Stokes, Equação da Microrrotação e Equação da Energia) foram resolvidas a partir da técnica híbrida (analítico-numérica) GITT (Técnica da Transformada Integral Generalizada) e foi sintetizado um código computacional no software Wolfram Mathematica v. 11.3 com o objetivo da resolução numérica do modelo proposto. Visando analisar a consistência da técnica, foi feita inicialmente a análise de convergência das variáveis velocidade central, microrrotação central, temperatura central, velocidade média, temperatura média, tensão na parede e número de Nusselt. Em seguida é apresentada a verificação numérica do método comparando os resultados da GITT com o da rotina NDSolve do software utilizado. Também é realizada a análise dos parâmetros envolvidos no escoamento (número de Strouhal, número de Hartmann, número de Prandtl, número de Eckert, parâmetro elétrico, parâmetro de micropolaridade, gradiente de pressão médio, viscosidade de microrrotação e frequência do pulso de pressão) e a interpretação física da variação de cada um deles. IFPA - Instituto Federal do Pará 2025-05-08T18:31:34Z 2025-05-08T18:31:34Z 2023-04-28 Dissertação SOUZA, Andreo Carlos Magalhães. Simulação do escoamento EMHD de um fluido micropolar em um duto quadrado utilizando a técnica da transformada integral generalizada. Orientador: João Nazareno Nonato Quaresma. 2023. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17335. Acesso em:. https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17335 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Tecnologia UFPA Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
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