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Título : Simulação de fluxo de micropartículas e partículas macroscópicas.
Autor : Matoso, Gabriel Carvalho
metadata.dc.contributor.advisor: Santana, Adrielle de Carvalho
Silva, Mateus Coelho
metadata.dc.contributor.referee: Soares, Alexandre Candido
Ribeiro, Yara Daniel
Silva, Mateus Coelho
Santana, Adrielle de Carvalho
Palabras clave : Simulação - computadores
Sistemas de computação
Simulação - computadores - fluxo de micropartículas
Simulação- computadores - fluxo de partículas macroscópicas
Fecha de publicación : 2022
Citación : MATOSO, Gabriel Carvalho. Simulação de fluxo de micropartículas e partículas macroscópicas.. 2022. 35 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.
Resumen : Sistemas granulares apresentam comportamentos não previstos na mecânica de fluídos ou na mecânica de sólidos. Muito embora no passado tenham sido tratados num ou noutro campo, nas últimas décadas desenvolveu-se todo um novo campo teórico visando analisar fenômenos que eram conhecidos, mas não bem descritos na literatura. No Movimento em Silos, diversas situações podem ocorrer. Um exemplo bastante curioso e muito conhecido é o escoamento de grãos numa ampulheta. Ao contrário dos líquidos, a pressão nas paredes não é proporcional à altura. Ao escoar, os grãos podem formar arcos de tensão, bloqueando o fluxo. Fluxo de grãos em silos é um tema de interesse de diversos setores da economia. Como os silos de grãos na agroindústria, passando por minérios na mineração ao fluxo de carvão para a siderurgia. As características do fluxo dos grãos dependem de vários fatores, desde seu formato até suas propriedades mecânicas. Como um sistema granular não é um contínuo, sua descrição por meio de simulação computacional é bastante adequada. Dada essa importância, diversas plataformas comerciais foram desenvolvidas nos últimos anos, com licenças onerosas. Contudo, existem soluções baseadas no método de elementos discretos, capazes de realizar simulações de grande porte. Assim, um problema encontrado para realização simulações eficientes é o desenvolvimento de rotinas adequadas que façam a customização das caraterísticas necessárias à simulação, bem como possam garantir a paralelização desses softwares. O presente projeto tem por objetivo simular o fluxo de partículas. O trabalho é separado em duas etapas, a primeira utiliza a simulação do potencial de Lennard-Jones (LJ), a segunda etapa simula o escoamento de grãos de areia em um silo. Para tal, são desenvolvidas rotinas para uso em plataformas baseadas no método de elementos discretos - DEM. O foco principal do trabalho é a customização de rotinas com variação de parâmetros típicos dos grãos para aplicações típicas em mineração e siderurgia. As linguagem de programação Python foi a ferramenta computacional escolhida para se resolver o problema. O resultado encontrado no estudo é de caráter quantitativo, donde tem-se como principal métrica o erro de truncamento.
metadata.dc.description.abstracten: Granular systems exhibit behaviors not predicted in fluid mechanics or solid mechanics. Although in the past they have been treated in one field or another, in the last decades a whole new theoretical field has been developed aiming to analyze phenomena that were known, but not well described in the literature. In Silos Movement, several situations can occur. A very curious and well-known example is the flow of grains in an hourglass. Unlike liquids, pressure on walls is not proportional to height. When flowing, the grains can form tension arcs, blocking the flow. Grain flow in silos is a topic of interest to several sectors of the economy. Like the grain silos in the agro-industry, through ores in mining to the flow of coal to the steel industry. The grain flow characteristics depend on several factors, from its shape to its mechanical properties. As a granular system is not a continuum, its description through computer simulation is quite adequate. Given this importance, several commercial platforms have been developed in recent years, with onerous licenses. However, there are solutions based on the discrete element method, capable of performing large-scale simulations. Thus, a problem found to carry out efficient simulations is the development of adequate routines that customize the characteristics necessary for the simulation, as well as guarantee the parallelization of these softwares. The present project aims to simulate the flow of particles. The work is separated into two stages, the first uses the simulation of the Lennard-Jones (LJ) potential, the second stage simulates the flow of sand grains in a silo. To this end, routines are developed for use in platforms based on the discrete element method - DEM. The main focus of the work is the customization of routines with variation of typical parameters of the grains for typical applications in mining and steel. The Python programming language was the computational tool chosen to solve the problem. The result found in the study is of a quantitative nature, where the main metric is the truncation error.
URI : http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/4720
Aparece en las colecciones: Engenharia de Controle e Automação

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