Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36837
Title: Modelamento avançado de fluxo em fraturas de meios porosos: análise de parâmetros fluidodinâmicos
Other Titles: Advanced flow modeling in porous media fractures: Analysis of fluid dynamic parameters
???metadata.dc.creator???: ALMEIDA, Arthur Gilzeph Farias.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: SANTOS JÚNIOR, Valdecir Alves dos.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, Antônio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Vimário Simões.
???metadata.dc.contributor.referee3???: SANTOS, Ivonete Batista dos.
???metadata.dc.contributor.referee4???: NUNES, Sirlene Alves.
Keywords: Fator de Atrito;Abertura Hidráulica;Permeabilidade;Fratura;Método GBI;Friction Factor;Hydraulic Aperture;Permeability;Fracture;GBI Method
Issue Date: 21-Feb-2024
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ALMEIDA, Arthur Gilzeph Farias. Modelamento avançado de fluxo em fraturas de meios porosos: análise de parâmetros fluidodinâmicos. 2024. 121 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho apresenta um estudo teórico e numérico do escoamento laminar de fluidos através de fraturas em meios porosos, obtendo resultados para parâmetros e propriedades fluidodinâmicas, como fator de atrito, permeabilidade, abertura hidráulica equivalente e transmissividade da fratura. Para cada modelo geométrico de fratura o domínio de estudo é particionado e para cada subdomínio é elaborado uma aproximação para as curvas a partir de regressão polinomial de alta ordem que, quando combinadas, representam a geometria da seção transversal da fratura. Com isso, pode-se definir um conjunto de funções base que são utilizadas para resolver a equação de quantidade de movimento, via o método GBI aplicado em cada subdomínio. Além disso, é desenvolvida uma formulação matemática para o problema de escoamento em fratura em meio poroso, resultando em equações que relacionam o produto ýÿ com a permeabilidade, a abertura hidráulica equivalente e a transmissividade da fratura. Nas simulações numéricas é utilizado o software Maple para elaboração do código que possibilita gerar as aproximações para as curvas e obter os resultados para o produto ýÿ, a permeabilidade, a abertura hidráulica equivalente e a transmissividade da fratura para um determinado número de partições e funções base. Estes resultados são comparados com outros resultados contidos na literatura e se mostram condizentes com a teoria, demonstrando a eficácia da metodologia matemática proposta. Por fim, foram simulados e avaliados o efeito dos parâmetros fluidodinâmicos e aspectos geométricos da fratura sobre a queda de pressão, fator de atrito e os perfis de velocidade.
Abstract: This work presents a theoretical and numerical study of laminar flow of fluids through fractures in porous media, obtaining results for fluid dynamic parameters and properties such as friction factor, permeability, equivalent hydraulic aperture, and fracture transmissivity. For each geometric fracture model, the study domain is partitioned, and for each subdomain, an approximation for the curves is developed using high-order polynomial regression. When combined, these approximations represent the geometry of the fracture's cross-sectional area. Consequently, a set of basis functions is defined and used to solve the momentum equation through the GBI method applied to each subdomain. Furthermore, a mathematical formulation is developed for the fracture flow problem in porous media, resulting in equations that relate the product ýÿ to permeability, equivalent hydraulic aperture, and fracture transmissivity. Numerical simulations use the Maple software to create code that generates curve approximations and obtains results for the product ýÿ, permeability, equivalent hydraulic aperture, and fracture transmissivity for a specific number of partitions and basis functions. These results are compared with other literature findings and demonstrate consistency with the theory, validating the effectiveness of the proposed mathematical methodology. Finally, the numerical simulations assess the impact of fluid dynamic parameters and geometric aspects of the fracture on pressure drop, friction factor and velocity profiles.
Keywords: Fator de Atrito
Abertura Hidráulica
Permeabilidade
Fratura
Método GBI
Friction Factor
Hydraulic Aperture
Permeability
Fracture
GBI Method
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia de Processos
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36837
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia de Processos.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ARTHUR GILZEPH FARIAS ALMEIDA - TESE (PPGEP) 2024.pdf11.14 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.