Simulação CFD de um leito de jorro cônico utilizando OpenFOAM

dc.contributor.advisor-co1Batista, Júnia Natália Mendes
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8738610817154807por
dc.contributor.advisor1Béttega, Rodrigo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1379682125857376por
dc.contributor.authorBaudel, Paulo Henrique de Sousa
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1087383373797453por
dc.date.accessioned2021-07-21T18:24:08Z
dc.date.available2021-07-21T18:24:08Z
dc.date.issued2021-06-28
dc.description.abstractThe performance of open-source computational fluid dynamics (CFD) software, OpenFOAM, relative to the widely-used Ansys suite of CFD software, was evaluated through the validation of two equivalent simulations of a spouted bed utilizing the two-fluid model (TFM). The grid used in the simulation was created in Meshing, part of the Ansys suite, and imported to OpenFOAM through an internal command, then validated by grid independence tests through the calculation of a Grid Convergence Index (GCI). Experimental tests were run according to the methodology proposed by Mathur and Epstein (1974), aiming to obtain the equipment's characteristic curve and determine operational fluid dynamic parameters. OpenFOAM performed in a satisfactory manner, resulting in shorter simulation times and greater precision in obtaining characteristic parameters such as stable spout height and minimum spout velocity; however, local grid collapses due to faulty mesh conversion were noted, which led to distortion in the spout regimes and impacted on the visualization of the simulation behaviour as seen in the volumetric solid fraction contour plots. The two-fluid approach was shown to be adequate for both softwares, despite the differences noted between experiment and simulation shown for the pressure drop versus velocity curve. It was concluded that, despite the heavy influence of local cell collapses suffered in the mesh conversion, OpenFOAM is entirely capable of generating good results for spouted bed simulations, with the added benefits of free and open-source use and enhanced processing speed, even in cases where the mesh used is highly complex relative to what is usually employed in similar works.por
dc.description.resumoA performance da ferramenta de fluidodinâmica computacional (CFD) em código aberto OpenFOAM foi comparada ao software comercial Ansys Fluent através da validação do modelo de dois fluidos (TFM) na fluidodinâmica do leito de jorro em simulações equivalentes. A malha computacional escolhida foi gerada no software de licença comercial, importada ao OpenFOAM por meio de rotina interna e validada por meio de testes de independência de malha utilizando a metodologia GCI. Foram realizados ensaios na unidade experimental representada de acordo com a metodologia proposta por Mathur e Epstein (1974), de modo a obter a curva fluidodinâmica real do equipamento e determinar parâmetros operacionais característicos. A ferramenta OpenFOAM apresentou resultados satisfatórios em relação ao software comercial, obtendo menores tempos de simulação e maior precisão na obtenção de parâmetros característicos como altura do leito de jorro estável e velocidade de mínimo jorro; no entanto, falhas na importação da malha ao software de código aberto resultaram em distorções na simulação do regime de jorro, observadas através dos contornos na fração volumétrica de sólidos. O modelo TFM mostrou-se adequado para os dois softwares, apesar das divergências relativas à modelagem matemática observadas em relação à curva fluidodinâmica experimental em ambos os casos. Concluiu-se que, apesar da forte influência dos colapsos incorridos na malha pela importação do OpenFOAM, o software de código aberto é capaz de gerar bons resultados com os grandes benefícios de gratuidade de uso e agilidade no processamento, mesmo em casos onde a malha computacional apresenta elevado nível de complexidade e densidade de células se comparada aos exemplos disponíveis na literatura.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationBAUDEL, Paulo Henrique de Sousa. SIMULAÇÃO CFD DE UM LEITO DE JORRO CÔNICO UTILIZANDO O OPENFOAM. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14646.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14646
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQpor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCFDpor
dc.subjectCódigo abertopor
dc.subjectOpenFOAMpor
dc.subjectLeito de Jorropor
dc.subjectTFMpor
dc.subjectGCIpor
dc.subjectAnsys Fluentpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICApor
dc.titleSimulação CFD de um leito de jorro cônico utilizando OpenFOAMpor
dc.title.alternativeCFD simulation of spouted bed using OpenFOAMpor
dc.typeTCCpor

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