Estudio Numérico sobre el Desarrollo del Campo de Esfuerzo Cortante en Flujos de Ruptura de Presas de Fluidos Viscoelásticos
Autores: Brondani Minussi, Roberta; Canhoto Alves, Marcus Vinícius; de Freitas Maciel, Geraldo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio Numérico sobre el Desarrollo del Campo de Esfuerzo Cortante en Flujos de Ruptura de Presas de Fluidos Viscoelásticos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo de ruptura de presa
Fluidos viscoplásticos
Modelado numérico
Tensión de fluencia
Campo de tensión cortante
Bidimensional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El problema del flujo por ruptura de presa consiste en el fenómeno donde un fluido se libera repentinamente y a menudo se utiliza como caso de prueba para modelos numéricos de flujos multifásicos o para analizar la física subyacente de flujos complejos de superficie libre de fluidos tanto newtonianos como no newtonianos. Los flujos por ruptura de presa de fluidos viscoplásticos (es decir, fluidos que presentan un esfuerzo de fluencia) son especialmente interesantes por dos razones: muchos fluidos geológicos e industriales pueden caracterizarse como fluidos viscoplásticos, y el esfuerzo de fluencia representa una dificultad para las soluciones numéricas. Los fluidos viscoplásticos se simulan utilizando los modelos de Bingham y Herschel-Bulkley, y los resultados se comparan con el desarrollo del flujo de fluidos de ley de potencia y fluidos newtonianos (es decir, sin esfuerzo de fluencia). Este artículo se centra en la modelización numérica de flujos bidimensionales por ruptura de presa de fluidos viscoplásticos en un lecho inclinado como medio para analizar el desarrollo del campo de esfuerzo cortante a lo largo del tiempo y la formación de zonas de tapón y pseudo-tapón. Se muestra que, para el inicio del flujo, los fluidos con esfuerzo de fluencia se caracterizaron por tres zonas de esfuerzo cortante distintivas, una ocurrencia que no se pudo encontrar en el fluido sin esfuerzo de fluencia.
Descripción
El problema del flujo por ruptura de presa consiste en el fenómeno donde un fluido se libera repentinamente y a menudo se utiliza como caso de prueba para modelos numéricos de flujos multifásicos o para analizar la física subyacente de flujos complejos de superficie libre de fluidos tanto newtonianos como no newtonianos. Los flujos por ruptura de presa de fluidos viscoplásticos (es decir, fluidos que presentan un esfuerzo de fluencia) son especialmente interesantes por dos razones: muchos fluidos geológicos e industriales pueden caracterizarse como fluidos viscoplásticos, y el esfuerzo de fluencia representa una dificultad para las soluciones numéricas. Los fluidos viscoplásticos se simulan utilizando los modelos de Bingham y Herschel-Bulkley, y los resultados se comparan con el desarrollo del flujo de fluidos de ley de potencia y fluidos newtonianos (es decir, sin esfuerzo de fluencia). Este artículo se centra en la modelización numérica de flujos bidimensionales por ruptura de presa de fluidos viscoplásticos en un lecho inclinado como medio para analizar el desarrollo del campo de esfuerzo cortante a lo largo del tiempo y la formación de zonas de tapón y pseudo-tapón. Se muestra que, para el inicio del flujo, los fluidos con esfuerzo de fluencia se caracterizaron por tres zonas de esfuerzo cortante distintivas, una ocurrencia que no se pudo encontrar en el fluido sin esfuerzo de fluencia.