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dc.creatorPereira, Gustavo-
dc.date.accessioned2026-04-17T18:41:27Z-
dc.date.available2026-04-17T18:41:27Z-
dc.date.issued2026-02-03-
dc.identifier.citationPEREIRA, Gustavo. Simulação numérica do escoamento líquido-gás no padrão de golfadas em baixas razões de massa específica. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2026.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40202-
dc.description.abstractThis work presents three-dimensional numerical simulations of liquid–gas flow in the slug flow pattern in horizontal pipelines, using fluids with low density ratios between the phases. The methodology for obtaining slug flow was based on the simulation of a statistically developed slug unit cell, using periodic boundary conditions and initial conditions defined from the average liquid fraction of the unit cell. The study validated the numerical results through quantitative comparison with experimental data from NUEM/UTFPR, analyzing parameters such as gas bubble length, slug frequency, liquid piston translational velocity, and superficial phase velocities. The simulations were conducted using the ANSYS® Fluent® software with the finite volume method. The Homogeneous Model was adopted for the transport equations, the PLIC algorithm for geometric reconstruction of the interface, and the k–ω SST turbulence model. In addition to the quantitative analysis, a qualitative evaluation of the physical phenomena was performed based on phase distribution fields, velocity fields, and turbulent kinetic energy fields. The qualitative results showed that the methodology employed was robust in representing the flow phenomenon for different pressure gradient ranges. In the quantitative analysis, good agreement was obtained for the bubble length, with relative errors compared to experimental values ranging from −5.12% to 17.94%. Larger relative errors were found for the superficial velocities, which consequently affected the relative errors obtained for the other evaluated slug flow parameters.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectEscoamento bifásico - Simulação por computadorpt_BR
dc.subjectFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subjectGás - Escoamentopt_BR
dc.subjectMétodo dos elementos finitospt_BR
dc.subjectTubulaçãopt_BR
dc.subjectTwo-phase flow - Computer simulationpt_BR
dc.subjectComputational fluid dynamicspt_BR
dc.subjectGas flowpt_BR
dc.subjectFinite element methodpt_BR
dc.subjectPipingpt_BR
dc.titleSimulação numérica do escoamento líquido-gás no padrão de golfadas em baixas razões de massa específicapt_BR
dc.title.alternativeNumerical simulation of liquid-gas flow in the slug flow pattern at low density ratiospt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoEste trabalho apresenta simulações numéricas tridimensionais do escoamento líquido-gás no padrão de golfadas em tubulações horizontais, utilizando fluidos com baixas razões de massa específica entre as fases. A metodologia para a obtenção do escoamento em golfadas se baseou na simulação de uma célula unitária de golfada estatisticamente desenvolvida, utilizando-se, para isso, a condição de contorno de periodicidade e condições iniciais com base na fração média de líquido da célula unitária. O estudo validou os resultados numéricos por meio da comparação quantitativa com dados experimentais do NUEM/UTFPR, analisando parâmetros como comprimento da bolha de gás, frequência das golfadas, velocidade de translação do pistão líquido e velocidades superficiais das fases. As simulações foram conduzidas no programa ANSYS® Fluent® utilizando o método dos volumes finitos. Adotou-se o Modelo Homogêneo para as equações de transporte, o algoritmo PLIC para reconstrução geométrica da interface e o modelo de turbulência k-ω SST. Além da análise quantitativa, realizou-se uma avaliação qualitativa dos fenômenos físicos, com base nos campos de distribuição de fases, velocidade e energia cinética turbulenta. Os resultados qualitativos mostraram que a metodologia empregada foi robusta para representar o fenômeno do escoamento para diferentes faixas de gradiente de pressão. No campo quantitativo, boa correlação foi obtida para o comprimento da bolha, com erros relativos em relação aos valores experimentais variando de -5,12% até 17,94%. Maiores erros relativos foram encontrados para as velocidades superficiais, que, por consequência, impactaram nos erros relativos obtidos para os demais parâmetros do escoamento em golfadas avaliados.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/8802427012562160pt_BR
dc.contributor.advisor1Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3297-7361pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/5156573817670917pt_BR
dc.contributor.referee1Schneider, Fábio Alencar-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0318-3511pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8102163369159451pt_BR
dc.contributor.referee2Azevedo, Henrique Stel de-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-3403-982Xpt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/4520319278466515pt_BR
dc.contributor.referee3Marcelino Neto, Moisés Alves-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5492-6640pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/2071333457212415pt_BR
dc.contributor.referee4Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-3297-7361pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttps://lattes.cnpq.br/5156573817670917pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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