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Numerical prediction of intermittent two-phase flow in horizontal and inclined pipelines and comparison with experiments

dc.contributor.advisorBodstein, Gustavo César Rachid
dc.contributor.advisorCo1Rachid, Felipe Bastos de Freitas
dc.contributor.advisorCo1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0161441613726404pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2144099604046702pt_BR
dc.contributor.referee1Cruz, Manuel Ernani de Carvalho
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2708482886921195pt_BR
dc.contributor.referee2Anjos, Gustavo Rabello dos
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2430893976345647pt_BR
dc.contributor.referee3Costa, Maria Laura Martins
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1399058889534718pt_BR
dc.contributor.referee4Pereyra, Eduardo
dc.creatorSondermann, Carina Nogueira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8305220388179930pt_BR
dc.date.accessioned2025-05-15T13:51:20Z
dc.date.available2026-05-16T03:08:53Z
dc.date.issued2021-06
dc.description.abstractNumerical simulations of intermittent two-phase flow are important to monitor and predict the behavior of this flow pattern along a pipe. Some previous works have proved that the transient one-dimensional two-fluid model is capable of capturing slugs automatically, just as a result of the flow dynamics. In this work, two approaches of the two-fluid model in combination with different numerical methods are implemented. The proposed mathematical models have five and seven equations, are unconditionally hyperbolic and are evaluated to simulate benchmark problems. The numerical model that best reproduces the benchmark problems is used to simulate cases of intermittent flow through the slug capturing approach. Results obtained with the numerical model are compared with a literature case and with experimental data obtained through an experimental campaign that is also part of this work. The results demonstrate that the numerical model is promising, presenting good agreement for some slug characteristics, such as slug frequency and translational velocity, although adjustments to contemplate effects that are intrinsically three-dimensional and that have an impact on the flow may be needed.pt_BR
dc.description.resumoSimulações numéricas de escoamento bifásico intermitente são importantes para acompanhar e prever o comportamento desse padrão de escoamento ao longo de uma tubulação. Alguns trabalhos antecessores provaram que o modelo de dois fluidos unidimensional e transiente é capaz de capturar golfadas automaticamente, apenas como resultado da dinâmica do escoamento. Neste trabalho, duas abordagens para o modelo de dois fluidos em combinação com diferentes métodos numéricos são implementadas. Os modelos matemáticos propostos possuem cinco e sete equações, são incondicionalmente hiperbólicos e são avaliados para simular problemas benchmark. O modelo numérico que melhor reproduz os problemas benchmarks é utilizado para simular casos de escoamento intermitente através do método de captura de golfadas. Resultados obtidos com a modelagem numérica são comparados com caso da literatura e com dados experimentais obtidos através de uma campanha experimental que também é parte deste trabalho. Os resultados demonstram que o modelo numérico é bastante promissor, apresentando boa concordância para algumas características de golfadas, como frequência e velocidade translacional, embora possivelmente ajustes sejam necessários a fim de contemplar efeitos que são intrinsicamente tridimensionais e influenciam no escoamento.pt_BR
dc.embargo.termsabertopt_BR
dc.identifier.citationSONDERMANN, Carina Nogueira. Numerical prediction of intermittent two-phase flow in horizontal and inclined pipelines and comparison with experiments. 2021. 165 f. Tese (Doutorado) - Curso de Programa de Engenharia Mecânica, Coppe, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11422/25839
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio de Janeiropt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenhariapt_BR
dc.publisher.initialsUFRJpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFluxo bifásicopt_BR
dc.subjectSimulação numéricapt_BR
dc.subjectFluxo intermitentept_BR
dc.subjectGolfadas (slug flow)pt_BR
dc.subjectModelo de dois fluidospt_BR
dc.subjectMecânica dos fluidospt_BR
dc.subjectTwo fluid modelpt_BR
dc.subjectFluid mechanicspt_BR
dc.subjectNumerical simulationpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSpt_BR
dc.titleNumerical prediction of intermittent two-phase flow in horizontal and inclined pipelines and comparison with experimentspt_BR
dc.typeTesept_BR

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