A influência da condição de entrada senoidal na dinâmica de golfadas na simulação de escoamento horizontal gás-líquido

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dc.contributor.advisor1Ramos, Rogério
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000344932435
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2975022316691139
dc.contributor.authorMelo, Lucca Dalvi Vargas
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3183599723222934
dc.contributor.referee1Nieckele, Angela Ourivio
dc.contributor.referee2Siqueira, Renato do Nascimento
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9791817633014124
dc.contributor.referee3Rodriguez, Oscar Mauricio Hernandez
dc.contributor.referee4Martins, Ramon Silva
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:08Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:08Z
dc.date.issued2023-08-23
dc.description.abstractThere is a latent demand for developing numerical studies regarding two-phase slug flows in several industrial sectors, such as steel and food industries, and well designs in the oil and gas industry. Among the main challenges in the numerical modeling of this regime, one can highlight the development of a boundary condition that can adequately describe the main characteristics of the slugs. In this work, experimental data was generated and compared to numerical simulations of gas-liquid flows were performed using a sinusoidal inlet boundary condition with different perturbation amplitudes and slip ratios. The performed numerical simulations evidenced a significant effect of the slip ratio on the characterization of the slugs. For the case with a slip ratio greater than one, there was an increase in the frequency of slugs with decreasing perturbation amplitudes. Moreover, volume fraction levels show significant adherence to experimental results. For the no-slip case, experimental slug frequencies are simulated within a 2% range, regardless of perturbation amplitude and axial position. Interestingly, we observe a strong dependence of the characteristics of the bubble on the axial position of analysis. Deviations of the mean bubble periods with respect to experimental results may achieve 20%, depending on the axial position and the perturbation amplitude. The results suggest a preferred longitunal region for analysis since deviations smaller than 5% were found, regardless of perturbation amplitude. These results emphasize the importance of carefully analyzing slug characteristics regarding axial position.
dc.description.resumoHá uma demanda latente no desenvolvimento de estudos numéricos acerca de escoamentos bifásicos no regime de golfadas, em diversos setores industriais, tais como siderurgia, alimentício e, em especial, no setor de óleo e gás, no tocante a projetos de poços. Dentre os principais desafios na modelagem numérica desse regime, pode-se destacar o desenvolvimento de uma condição de contorno que seja capaz de descrever adequadamente as principais características das golfadas. No presente trabalho, dados experimentais foram gerados e comparados a simulações numéricas com uma condição de contorno de entrada de natureza senoidal, com diferentes amplitudes de perturbação e com imposição de velocidade com ou sem escorregamento das fases. As simulações numéricas performadas evidenciaram um efeito significativo do deslizamento das fases na caracterização das golfadas. Para o caso com escorregamento, houve um aumento da frequência de slugs com a imposição de menores amplitudes de perturbação. Além disso, observou-se uma expressiva aderência aos níveis de fração volumétrica experimental. Já para o caso sem deslizamento, foi encontrado um desvio máximo de 2% na frequência de golfadas, sem que fosse destacada uma variação com a amplitude ou posição axial. Além disso, foi observada uma região na qual os períodos médios da bolha estiveram com erros máximos de 5% do resultado experimental, no entanto, fora dessa região desvios de até 20% foram pronunciados. Dessa forma, uma forte dependência das características das golfadas com a posição axial foram evidenciadas, enfatizando a importância de uma análise mais criteriosa acerca dessa variável.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipPetróleo Brasileiro S A (Petrobras)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12301
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectSimulação Numérica
dc.subjectEscoamento de Golfadas
dc.subjectCondição de Contorno
dc.subjectAnálise Transiente
dc.subjectEscoamento Bifásico
dc.subjectPosição Axial
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleA influência da condição de entrada senoidal na dinâmica de golfadas na simulação de escoamento horizontal gás-líquido
dc.typemasterThesis
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